《Biochemistry and Biophysics Reports》：Breast cancer susceptibility gene 2 upregulation alleviated cardiac hypertrophy in angiotensin II-treated mice
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本研究针对病理性心肌肥厚的治疗困境，探索了乳腺癌易感基因2（BRCA2）这一新型调控靶点。研究人员通过血管紧张素II（Ang II）诱导的小鼠心肌肥厚模型及细胞实验，发现BRCA2表达在肥厚心脏中显著下调；而过表达BRCA2可有效缓解心肌细胞肥大、纤维化及功能障碍，其作用机制与抑制白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等炎症因子表达，并降低促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase 3（CC3）水平密切相关。该研究揭示了BRCA2在心脏保护中的新功能，为心肌肥厚的治疗提供了潜在靶点。
心脏，这个人体内最勤奋的“发动机”，每天都在不知疲倦地工作。然而，当它长期承受过高负荷，比如高血压、瓣膜病等病理因素持续刺激时，就会发生一种适应性改变——心肌肥厚。起初，这种增厚像举重运动员的肌肉一样，是为了增强泵血能力；但若持续发展，便会走向失代偿，最终导致心力衰竭，严重威胁人类健康。尽管现有药物如血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）等能一定程度上延缓进程，但病理性心肌肥厚的发生发展机制复杂，寻找更有效的干预靶点仍是心血管领域的重要挑战。
近年来，科学家们将目光投向了传统上被认为与癌症密切相关的基因。乳腺癌易感基因（BRCA）家族，尤其是BRCA1和BRCA2，是著名的肿瘤抑制基因，它们在维持基因组稳定性、修复DNA损伤方面扮演着关键角色。有趣的是，有研究发现，BRCA1在扩张型心肌病中表达发生变化，提示BRCA家族蛋白可能在心脏疾病中也发挥作用。更具体地说，BRCA2功能缺失会加剧多柔比星（Doxorubicin）引起的心肌细胞凋亡，加速心力衰竭。那么，一个引人深思的问题产生了：在病理性心肌肥厚这一不同的心脏病理过程中，BRCA2又扮演着什么角色？它的表达水平是否会发生变化？如果人为地上调BRCA2的表达，能否像守护基因组一样，守护心脏，缓解甚至逆转心肌肥厚的进程？这正是发表在《Biochemistry and Biophysics Reports》上的这项研究旨在回答的核心科学问题。
为了深入探究BRCA2在心肌肥厚中的作用，研究人员设计了一套完整的实验方案。他们首先建立了血管紧张素II（Ang II）诱导的小鼠心肌肥厚模型，通过皮下植入微量泵持续输注Ang II（1.44 mg/kg/天）长达4周，模拟病理性心肌肥厚的体内环境。同时，通过尾静脉注射携带BRCA2基因的慢病毒（LV-BRCA2）来实现心脏特异性BRCA2过表达，对照组则注射携带绿色荧光蛋白（GFP）的慢病毒（LV-GFP）。研究团队运用了多种关键技术方法来评估心脏结构和功能的变化，以及相关的分子机制。这些方法包括：超声心动图无创评估小鼠心脏结构和功能参数；小麦胚芽凝集素（WGA）染色测量心肌细胞横截面积以量化细胞肥大；Masson三色染色评估心肌间质纤维化程度；免疫荧光技术检测心脏组织中BRCA2、炎症因子（IL-1β, IL-6, TNF-α）及凋亡相关蛋白（Bax, cleaved caspase 3）的蛋白表达和定位；酶联免疫吸附试验（ELISA）定量心脏组织匀浆中炎症因子的含量；实时定量PCR（qRT-PCR）检测心肌肥厚标志基因（ANP, BNP, β-MHC）及纤维化相关基因（Collagen I, Collagen III, TGF-β）的mRNA表达水平。此外，研究还辅以离体细胞实验，在Ang II刺激的原代新生大鼠心肌细胞（NRCMs）和心脏成纤维细胞（NRCFs）中验证BRCA2过表达的效果。所有数据均以均值±标准误表示，并采用适当的统计学方法进行处理。
3.1. BRCA2的水平
研究伊始，团队确认了BRCA2在肥厚心脏中的表达情况。免疫荧光和qRT-PCR结果一致表明，与对照组相比，Ang II处理的小鼠心脏组织中，BRCA2的蛋白和mRNA表达水平均显著下调。这一发现提示，BRCA2的表达减少可能与心肌肥厚的发生发展存在关联。
3.2. BRCA2过表达缓解了心脏肥厚
接下来，研究人员探讨了上调BRCA2是否能改善心肌肥厚。WGA染色显示，Ang II诱导了心肌细胞横截面积的显著增加，而BRCA2过表达有效抑制了这种细胞肥大。超声心动图和相关形态学指标进一步证实，BRCA2过表达显著降低了Ang II引起的心脏重量（HW）、心重/体重比（HW/BW）、心重/胫骨长度比（HW/TL）、左心室重量/体重比（LW/BW）以及心室壁厚度（IVSs, IVSd, LVPWs, LVPWd, LVAWs, LVAWd）的增加。在分子水平上，Ang II导致的心脏中心房钠尿肽（ANP）、B型钠尿肽（BNP）和β-肌球蛋白重链（β-MHC）这些肥厚标志基因的mRNA表达上调，也被BRCA2过表达所显著抑制。在离体培养的原代新生大鼠心肌细胞（NRCMs）中，同样观察到了BRCA2过表达对Ang II诱导的ANP、BNP和β-MHC基因表达升高的抑制作用，这与体内实验结果相互印证。
3.3. BRCA2过表达缓解了心脏纤维化
心肌肥厚常伴随心肌纤维化。Masson染色结果显示，Ang II infusion导致了明显的心肌间质纤维化，而BRCA2过表达则显著减轻了这种纤维化病变。qRT-PCR分析发现，Ang II引起的心脏组织中I型胶原（Collagen I）、III型胶原（Collagen III）和转化生长因子-β（TGF-β）的mRNA表达增加，在BRCA2过表达后明显下降。在原代新生大鼠心脏成纤维细胞（NRCFs）中，BRCA2过表达同样抑制了Ang II刺激引起的Collagen I、Collagen III和TGF-β基因表达的上调，表明BRCA2具有直接的抗纤维化作用。
3.4. BRCA2过表达缓解了肥厚型心肌病的炎症
炎症反应是心肌肥厚的重要推动因素。免疫荧光和ELISA检测均发现，Ang II诱导的肥厚心肌中，促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的水平显著升高。而BRCA2过表达则能有效逆转这些炎症因子的上调，提示BRCA2通过抑制心肌局部炎症反应来发挥保护作用。
3.5. BRCA2过表达缓解了肥厚型心肌病的细胞凋亡
细胞凋亡也参与了心肌肥厚向心力衰竭的转化。研究发现，Ang II处理增加了小鼠心脏中促凋亡蛋白Bax和凋亡执行者cleaved caspase 3（CC3）的水平。BRCA2过表达显著抑制了Bax和CC3的升高，表明其抗肥厚作用还与抑制心肌细胞凋亡有关。
综上所述，本研究的主要结论是：在血管紧张素II诱导的心肌肥厚模型中，心脏BRCA2的表达是下调的。功能获得性实验证明，上调BRCA2能够显著缓解心肌肥厚、心脏纤维化、炎症反应和细胞凋亡。具体而言，BRCA2过表达改善了心脏结构和功能指标，抑制了肥厚标志基因和纤维化相关基因的表达，降低了促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α的水平，并减少了促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase 3的表达。这些结果清晰地表明，BRCA2通过双重抑制炎症信号和细胞凋亡途径，在对抗病理性心肌肥厚中发挥了关键的保护作用。
这项研究的发现具有重要的意义。首先，它将BRCA2的功能从传统的肿瘤抑制领域拓展到了心血管保护领域，揭示了一个前所未有的心脏保护机制。其次，研究结果表明BRCA2可能成为治疗病理性心肌肥厚和心力衰竭的一个新的潜在干预靶点。通过靶向提升心肌BRCA2的表达水平，或许能为临床防治这一严重心血管疾病提供新的策略和思路。尽管将基础研究发现转化为临床应用仍需大量深入研究，但此项工作无疑为理解心肌肥厚的分子机制和开发新的治疗方法开辟了新的方向。
