近日，一项刊登在国际杂志eLife上的研究报告中，来自加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员通过研究发现，高水平血糖（无论是糖尿病还是其它因素所引发）或许能够抑制心脏细的正常发育，相关研究能够帮助解释为何糖尿病女性所生的婴儿更容易患上先天性心脏病。
当发育中的心脏细胞暴露于较高的葡萄糖水平下时，相比通常情况下细胞就会产生更多的DNA建筑元件，从而就会导致细胞持续复制再生而不是成熟；研究者Nakano表示，较高的血糖水平不仅对于成年人而言是不健康的，而且也会影响发育中的胎儿，阐明高血糖诱发胎儿患病的分子机制或能帮助开发有效治疗诸如先天性心脏病等疾病的新型疗法。
尽管遗传因素在先天性心脏病的发生上扮演着关键作用，而先天性心脏病的主要非遗传风险因素也就是女性在孕期患上糖尿病，孕期血糖水平较高的孕妇所生的婴儿要比其他婴儿患先天性心脏病的风险高2-5倍，然而目前研究人员并不清楚为何葡萄糖会对发育中的胎儿产生影响。
为此，研究者Nakano及同事在实验室中利用人类的胚胎干细胞生长出心肌细胞，同时将其暴露于不同葡萄糖水平下，结果表明，暴露于较低葡萄糖水平下的细胞能够正常发育成熟，但暴露于较高葡萄糖水平下的细胞则会表现出成熟较晚或完全不成熟等表现，而且这些细胞后期会发育成为更多不成熟的细胞。研究人员发现，当暴露于外的葡萄糖下时，心肌细胞就会过度激活磷酸戊糖途径，从而产生组成DNA的基本元件—核苷酸类，在较高葡萄糖水平的细胞中，磷酸戊糖途径或许能够制造出比普通状态下更多的核苷酸，而过多的DNA基本元件则会抑制细胞成熟。
研究者表示，过多的营养物质被认为对细胞非常有益处，但本文研究中我们却发现实际上并非如此，通过在发育的合适阶段剔除葡萄糖，研究人员就能有效限制细胞的增殖，从而促进其成熟并且让心肌细胞更加强壮。目前研究人员在患糖尿病的怀孕小鼠中也得出了上述结论，即小鼠胎儿的心脏细胞能够快速分裂但却会缓慢成熟。
本文研究或能帮助研究人员开发出更好的方法来通过干细胞制造心肌细胞，目前研究人员在实验室中开发出的很多能够产生心肌细胞的方法能会导致未成熟细胞的产生，但通过靶向作用磷酸戊糖途径就能够帮助产生更多成熟细胞来进行心脏细胞的再生。目前在美国先天性心脏病影响着大约1%的新生儿健康，先天性心脏病是一种最常见的出生缺陷，患儿的疾病程度并不相同，有些患儿会出现轻微的心肌细胞衰弱，有些则并没有症状或会出现严重的心脏畸形。此外，本文研究还表明，磷酸戊糖途径或能作为一种新型靶点来帮助研究人员开发有效促进心脏细胞成熟的新方法。
来源：生物谷
原始出处：Haruko Nakano，Itsunari Minam，Daniel Braas，et al. Glucose inhibits cardiac muscle maturation through nucleotide biosynthesis， eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.29330
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