心脏跳动可抑制心脏癌的生长

一项新的研究报告指出，心脏持续不断的跳动可能会主动抑制心脏组织中的肿瘤生长。这是因为这些组织中的细胞通路会改变癌细胞的基因调控方式，从而阻止其增殖。这些发现揭示了机械力在保护心脏免受癌症侵害方面的作用，并可能为基于机械刺激的新型癌症疗法做好铺垫。在哺乳动物中，心脏癌极为罕见。更重要的是，成年人的心脏自我更新能力有限，心肌细胞的再生率每年约为 1%。人们对这些特征所提出的一种解释是：心脏组织承受着巨大的机械负荷，它必须克服很大的阻力而持续泵血。这种持续的压力似乎会抑制心脏细胞的增殖能力。据 Giulio Ciucci 和同事的研究披露，这些压力也可能抑制心脏中癌细胞的增殖。然而，这种抵抗癌症的潜在机制仍不清楚。

通过利用基因工程小鼠模型，Ciucci 等人发现，即使引入了强力致癌突变，心脏对其也具有显著的抗性。为探其原因，作者开发了一种可以减轻心脏机械负荷的移植模型。通过将供体心脏移植到相容小鼠的颈部，他们创建了一个“卸载机械力”的器官，该器官仍能获得血液灌注，但无需承受生理压力。在将人类癌细胞直接注射进入心肌后，他们比较了卸载机械负荷的移植心脏与仍承受机械负荷的原生小鼠心脏中的肿瘤细胞行为。在整个实验中，Ciucci 等人发现，机械负荷会持续抑制多种类型癌症的生长，而卸载机械负荷则会促进肿瘤细胞在心脏组织中的增殖。据研究结果披露，组织内的机械力会重塑癌细胞基因组的调节格局，从而影响癌细胞是否能够增殖。Nesprin-2 是这一过程的核心，这是一种将细胞表面的机械信号传递至细胞核的蛋白。作为 LINC 复合物的一个组成部分，Nesprin-2 可感知心脏的机械微环境，并可在功能上改变染色质结构和组蛋白甲基化，从而降低与肿瘤细胞增殖相关的基因活性。当癌细胞中的 Nesprin-2 被沉默后，这些细胞在机械活动的心脏中会重新获得生长能力并形成肿瘤。在一篇相关的《视角》中，Wyatt Paltzer 和 James Martin 更详细地讨论了这项研究及其发现。

关注科研诚信问题的记者请注意，该研究的共同作者 Serena Zacchigna 指出：“我们正致力于确保复杂机械生物学实验的可重复性，规范机械刺激方案，并在不同模型和实验室中验证结果。我还认为，数据报告至关重要，对安全性和有效性进行严格评估同样必不可少。作为一名医生，我从伦理层面上认为，让患者尽早参与可穿戴技术的设计是当务之急，因为这样才能避免言过其实。”