受新生儿心脏再生能力启发，科学家研发出一种可注射RNA疗法，能将肌肉转化为临时药物工厂，为从内部修复受损心脏提供了一种潜在新途径。

一种基于RNA的新型疗法，旨在解决心脏病学中最棘手的难题之一：心脏受损后无法再生。

心脏病发作后，恢复血流往往只是战斗的一部分。即便堵塞的动脉重新开通，心脏仍会留下永久性损伤，因为丢失的心肌细胞无法再生。

哥伦比亚大学工程学院生物医学工程Alan L. Kagan讲座教授程柯（Ke Cheng）表示：“心脏是再生能力最弱的器官之一，自发再生能力极其有限。”

这一局限是许多心脏病幸存者后续发展为心力衰竭的主要原因。如今，研究人员正在探索一种全新策略——不仅防止进一步损伤，还能主动帮助心脏自我修复。

在《科学》（*Science*）发表的一项研究中，程柯及其团队展示了一种实验性疗法：将人体转变为自身的药物生产者。该疗法并非直接将药物送入心脏，而是利用RNA指令其他组织生成一种仅在到达心脏后才被激活的修复分子。

程柯说：“无需开胸，也不用将导管送入心脏给药。原则上，临床医生只需将颗粒注射到手臂即可。”

对于该研究共同作者、心脏病专家托尔斯滕·瓦尔（Torsten Vahl）而言，这一转变有望填补长期存在的医疗空白。

瓦尔表示：“作为一名为心梗患者用支架开通动脉的临床医生，我深知患者存在巨大未被满足的医疗需求。太多患者会留下严重心脏损伤，最终发展为心力衰竭。”

在临床前研究中，单次注射即可在小型与大型动物体内减少瘢痕组织、改善心脏功能。研究结果表明，该疗法有望成为一种既有效、又比心脏移植或细胞治疗更简便、更易普及的治疗方案。

新生儿心脏的“再生密码”

许多哺乳动物在出生后的最初几天内，仍短暂保留心肌细胞再生能力。一种名为心钠肽（ANP）的激素发挥关键作用：促进血管生长、减轻炎症、减少瘢痕组织形成。

随着机体成熟，ANP水平显著下降，这种再生能力也基本消失。

心脏横切面免疫荧光图像

左侧为健康新生小鼠心脏横切面免疫荧光图；右侧为出生第1天诱导心肌梗死、损伤3天后的新生小鼠心脏横切面图。黄色信号显示受损心肌边缘区域高表达前体心钠肽（pro-ANP），这是一种损伤响应蛋白，可促进新生小鼠心脏修复。心肌细胞呈品红色（α-辅肌动蛋白），细胞核呈青色。图片来源：哥伦比亚大学程柯实验室

为探究这一差异，研究人员对比了心梗后的新生小鼠与成年小鼠。新生小鼠体内合成ANP前体的基因表达上调超25倍，而成年小鼠仅上调约10倍——这一水平可能不足以支持修复。

当研究团队在新生小鼠体内阻断该基因（Nppa）后，小鼠几乎丧失天然修复能力。

程柯说：“我们的核心思路是向自然学习。新生儿心脏在心梗后会自发大量产生这种分子，这或许就是年轻心脏能够再生的原因。而成体心脏无法产生足够量，因此我们找到了为心脏补充该分子的方法。”

科学家早已认识到ANP的潜力，但它在体内数分钟内就会降解，难以作为传统药物使用。

肌肉变身RNA“药物工厂”

以持久、微创的方式将药物递送至心脏极具挑战。肝脏、肺等器官因结构与血流特性可自然吸收部分药物，而心脏不具备这一优势，靶向递送难度更大。

瓦尔称：“鉴于这些挑战，研究人员曾尝试通过心脏血管直接输注、心肌内注射、心包腔注射等方式给药。这些方法均为侵入性操作，必须在心导管室完成。”

研究团队摒弃直接心脏给药，开发出两步策略：先在骨骼肌中合成无活性前体，随后在心脏内激活。

团队设计出携带Nppa基因指令的RNA脂质纳米颗粒。将其注射至手臂或大腿肌肉后，细胞开始合成pro-ANP。这种无活性分子经血液流动，最终抵达心脏。

在心脏中，一种名为Corin的酶将其转化为活性ANP。心脏中Corin的含量是其他器官的约60倍，确保激活主要发生在需要的部位。

程柯表示：“靶向机制基于心脏天然表达的酶进行特异性剪切。无需触碰心脏、无需开胸，只需注射手臂即可。”

为延长作用时间，研究人员采用自扩增RNA（saRNA），可在细胞内自我复制。单次注射疗效至少持续4周。

程柯说：“患者无需天天跑医院，可能每月只需注射一次。”

未来展望

进入人体试验前，新型疗法必须在多种真实病理条件下均有效。程柯团队在大型动物、老年小鼠、易患动脉粥样硬化动物及饮食诱导2型糖尿病小鼠中均进行了测试。

团队还测试了延迟给药：在心梗发生一周后、损伤已较为严重时给药，疗法在所有情况下均保持有效。

该研究由哥伦比亚大学生物医学工程系、米尔斯坦心脏病学分部及比较医学研究所专家合作完成。

程柯称：“我们在多种合并症模型中测试了药物，也测试了延迟给药。我们希望，即便患者在心梗数周后才接受治疗，依然有效。”

除心脏病外，该技术还可用于治疗肾病、高血压、子痫前期等疾病。

瓦尔表示：“细胞损伤不仅影响心脏，也累及多个器官。若能在临床中证实此类疗法可再生心肌细胞，该思路有望推广至其他器官。”

程柯计划在哥伦比亚大学细胞工程与治疗创新中心生产该疗法，并在哥伦比亚大学欧文医学中心启动Ⅰ期安全性临床试验。

程柯说：“我们可利用校内资源完成生产，随后启动临床试验。哥伦比亚大学有能力同时完成这两项工作。”

Reference: “Single intramuscular injection of self-amplifying RNA of Nppa to treat myocardial infarction” by Kaiyue Zhang, Hongyan Tao, Dashuai Zhu, Zhang Yue, Shiqi Hu, Yiping Wu, Na Yan, Yilan Hu, Shuo Liu, Mengrui Liu, Torsten Peter Vahl, Lauren Sharan Ranard, Xiao Cheng, Alexander Romanov, Jiaming Liu, Savannah Weihang Zhang, Yuan Li, Chao Lu, Ming Shen, Andrew Lewis, Ke Huang and Ke Cheng, 5 March 2026, Science.