心血管疾病是世界范圍內死亡的主要原因，部分原因是與年齡相關的心臟結構功能障礙。12月22日，加州大學圣地亞哥分校Adam Engler教授實驗室的一組生物工程師在《Nature Aging》雜志上發表了一篇論文，幫助我們加深對心臟衰老的理解，并闡明了減緩心臟衰老的可能途徑。

Natalie Kirkland博士是Engler實驗室的博士后學者，也是這篇論文的第一作者，她用果蠅證明了Lamin C，一種負責維持心臟細胞核結構完整性的蛋白質，會隨著果蠅年齡的增長而下降。這項研究發現，拉明蛋白的下降是果蠅心臟年齡誘導的結構重塑的原因，它可能是減緩甚至幫助逆轉人類心臟衰老的潛在目標。

“我們的研究表明，年齡依賴性的核重塑在心功能中起著關鍵作用，”Kirkland說，“核形態可能是細胞和組織健康的標志，可以作為潛在治療的目標。”

果蠅是一種相對快速和簡單的模型，以確定人類研究感興趣的心臟保存途徑。Kirkland和這篇論文的合著者、生物工程本科四年級學生Scott Skalak對果蠅的心臟使用了一種顯微解剖技術。然后保存心臟，用免疫熒光和共聚焦顯微鏡檢查。

Kirkland說:“這就是我第一次觀察到年老果蠅的細胞核縮小并變得更圓的原因。”

然后，研究小組通過原子力顯微鏡分割和測量核剛度來量化這種變化。他們發現，在自然衰老過程中，心肌細胞核會變硬;在進行基因分析后，研究人員發現核纖層蛋白（lamins）的表達隨著果蠅年齡的增長而減少。

多虧了國家衰老研究所的合作者，該團隊能夠驗證這些結果也適用于小鼠和靈長類動物。這表明，lamins的作用可能也適用于人類心臟衰老，這可能具有巨大的治療價值，因為靶向lamin刺激通路可能有助于避免這種與心臟衰老相關的機械變化。

研究人員在研究中寫道:“我們發現心臟轉錄因子在調節成人心臟收縮力方面的作用，并表明維持Lamin C和心臟轉錄因子的表達，可以防止年齡依賴性心臟衰退。我們的發現在老年非人類靈長類動物和小鼠中是保守的，這表明年齡依賴性的核重塑是導致心臟功能障礙的主要機制。”

未來的研究將探索為什么層蛋白會隨著年齡的增長而丟失，以及維持某些心臟基因的表達如何改善心臟功能和壽命。

對Skalak來說，這段經歷幫助他堅定了在2023年畢業后申請生物工程博士學位的決定。他了解到計劃和溝通對研究過程的重要性，以及各種分子生物學技能。

Skalak說:“在我參與實驗室和這個項目的最初幾周和幾個月里，我幫助柯克蘭博士，同時完善我學到的新技能。這些技能包括果蠅的飼養和護理、免疫熒光、果蠅的顯微解剖和共聚焦顯微鏡。隨著時間的推移，我掌握了新的技能，特別是果蠅解剖，這使我能夠獨立地進行新的實驗。這使我有機會在2022年初進行修改論文所需的實驗。”