哺乳动物的心脏一直以来被认为是终末分化的器官，不具有再生能力。心肌梗塞后，大量心肌细胞死亡，受损部位慢慢纤维化，使得心脏收缩能力降低，增殖能力有限的心肌细胞只能通过增大体积来代偿心脏的过度负荷，病人往往由此发生心力衰竭而死亡。然而最新的研究发现新生小鼠的心脏具有短暂的再生潜能，在切除心尖八周后，可以完全修复，然而这种再生能力在出生一周后就消失了，之后，损伤就是永久的。因此阐明这个短暂再生过程中的分子调控的机制，重新激活心脏修复相关基因的表达，对心肌损伤后心衰的预防有非常重要的意义。
转录因子GATA结合蛋白4（GATA binding protein 4，GATA4）精确调控着许多基因的表达，在心脏发育和心肌重塑过程中发挥着重要的作用。GATA4的缺失会引起各种不同类型的先天性心脏发育畸形。GATA4表达水平降低或DNA结合活性降低，还会影响一系列心肌重塑因子的表达，导致心肌肥厚和心功能失常。成纤维细胞生长因子16（Fibroblast growth factor16，FGF16）是一种分泌型的细胞生长因子。小鼠胚胎发育过程中心肌细胞的增殖需要FGF16的参与，此外FGF16还可以通过竞争性抑制FGF2与受体的结合来抑制心脏重塑和纤维化。
周斌组研究人员利用诱导性基因敲除技术，定时定点敲除新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因，发现其心脏就丧失了再生能力：心尖切除八周后，心尖部位仍然可见纤维化的疤痕组织，冻伤后八周的心脏还伴随有严重的心肌肥大现象。进一步研究发现一个旁分泌因子FGF16的表达水平在GATA4敲除后也随之降低，并在分子水平上证明了Fgf16是GATA4的一个下游调控基因。研究人员还利用对心脏具有高效侵染能力的腺相关病毒载体AAV9，实现在GATA4敲除了的心肌细胞中过表达Fgf16基因，发现在心脏损伤后，FGF16可以维持心肌细胞的增殖能力，并对心肌肥大有一定的抑制作用。说明FGF16是心脏特有的且必不可少的保护因子，维持着心脏正常功能和再生潜能，为心脏再生医学领域提供新的视角和研究思路。
该工作由余薇博士研究生在周斌研究员的指导下完成，并得到了合作者香港中文大学Kathy O. Lui教授、北京阜外医院胡盛寿教授及聂宇教授、美国哈佛大学医学院Willian Pu教授和爱因斯坦医学院周彬教授的帮助。该工作得到了中科院、基金委、科技部等的经费支持。（营养所）
文章链接
新生期小鼠心脏心肌细胞（红色）表达GATA4（绿色），细胞核为蓝色。
