刺激心肌细胞（CM）去分化和细胞周期活性（dedifferentiation and cell cycle activity, DACCA）是促进心脏再生和触发子代心肌细胞生成的核心步骤。心脏疾病，尤其是心肌梗死（myocardial infarction, MI），常导致心肌细胞大规模丧失，而成年哺乳动物心脏的再生能力有限，因此找到能够有效促进心肌细胞再生的分子机制具有重要的科学和临床意义。近年来，除了传统的转录调控途径，RNA结合蛋白（RNA-binding proteins, RBPs）作为转录后调控因子，在心肌细胞DACCA中的作用逐渐受到关注。然而，RBP是否能够通过调控心肌细胞DACCA有效触发子代心肌细胞生成，以及其在心脏再生中的具体分子机制，仍未被充分揭示。

本研究通过对新生儿和成年心脏的单核RNA测序（single-nucleus RNA sequencing, snRNA-seq）数据进行综合生物信息学分析，识别出了Hnrnpa1作为潜在的关键RBP。Hnrnpa1的表达水平在心脏出生后的发育过程中显著下降，这提示它可能与心肌细胞DACCA的调控密切相关。为了进一步验证Hnrnpa1在心肌细胞再生中的功能，研究团队利用了α-MHC-H2B-mCh/CAG-eGFP-anillin转基因小鼠模型。实验发现，Hnrnpa1的过表达能够显著促进心肌细胞DACCA，并触发子代心肌细胞生成，从而在心肌梗死后的心脏修复中表现出积极作用。

相反，通过CRISPR/Cas9技术构建的心肌细胞特异性Hnrnpa1敲除小鼠模型则显示出相反的结果。在新生儿心肌梗死模型中，Hnrnpa1的敲除显著抑制了心脏再生能力，并加重了心功能损伤。这一现象表明，Hnrnpa1在促进心肌细胞DACCA和心脏再生中起到了至关重要的作用。

为了深入解析Hnrnpa1的分子机制，研究采用了一系列先进的技术手段，包括纳米孔RNA测序、RNA免疫共沉淀（RIP）实验、免疫沉淀质谱（IP-MS）、甲基化RNA免疫共沉淀-定量PCR（MeRIP-qPCR）、光交联免疫共沉淀（PAR-CLIP）以及荧光素酶报告实验。这些实验结果表明，Hnrnpa1通过促进Mettl3的转录后剪接，抑制m6A依赖的Pbx1和E2F1降解。这一机制的核心在于，Pbx1和E2F1的稳定性提升后，能够显著增加下游关键基因Runx1、Ccne1、Cdk2和Ccnb2的表达水平，从而激活心肌细胞的DACCA进程。

具体来说，Mettl3是一种m6A甲基转移酶，负责在RNA分子上添加m6A修饰，而这些修饰通常与RNA稳定性和翻译效率密切相关。通过调控Mettl3的剪接和功能，Hnrnpa1有效地减少了m6A依赖的Pbx1和E2F1的降解，从而确保了这些转录因子的稳定性。Pbx1和E2F1进一步调控一系列与细胞周期相关的基因，包括Runx1、Ccne1、Cdk2和Ccnb2，这些基因的高水平表达是启动心肌细胞去分化和细胞周期活性的关键。

这一研究的发现具有重要的意义。首先，Hnrnpa1被证明在转录后水平上调控心肌细胞DACCA，为RBP在心肌细胞再生中的功能提供了直接证据。其次，实验明确了Hnrnpa1通过调控Mettl3、Pbx1和E2F1等关键分子触发子代心肌细胞生成的分子机制。最后，Hnrnpa1的过表达显示出明显的心脏保护和再生效果，这表明它具有潜在的临床应用价值，可能成为心肌梗死后心脏修复的一个重要治疗靶点。

总之，本研究首次揭示了Hnrnpa1通过促进心肌细胞DACCA以转录后方式触发子代心肌细胞生成的机制。这一发现不仅拓展了我们对心脏再生调控机制的理解，也为开发心脏疾病的新型治疗策略提供了重要依据。未来的研究可以进一步探索如何有效调控Hnrnpa1表达，以及其在临床转化中的可行性和安全性。

参考文献：

Li C, Chen Y, Chen Q, Huang H, Hesse M, Zhou Y, Jin M, Liu Y, Ruan Y, He X, Wei G, Zheng H, Huang S, Chen G, Liao W, Liao Y, Chen Y, Bin J. RNA-Binding Protein Hnrnpa1 Triggers Daughter Cardiomyocyte Formation by Promoting Cardiomyocyte Dedifferentiation and Cell Cycle Activity in a Post-Transcriptional Manner. Adv Sci (Weinh). 2024 Nov 19:e2402371. doi: 10.1002/advs.202402371. Epub ahead of print. PMID: 39559922.