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心脏和条纹:一条小鱼提供再生受损心脏组织的线索

斑马鱼和哺乳动物共享关键的细胞特征;研究人员已经确定前者如何修复受损的心脏,现在又想知道人类是否有朝一日能够这样做

研究斑马鱼的心脏,这是一种以同名条纹为标志的宠物店主食,它揭示了人类心脏肌肉在受到伤害后可以愈合的方式。

由加利福尼亚大学圣地亚哥医学院医学教授neil chi,md,phd领导的一个研究小组,以及本研究期间chi实验室的博士后科学家manuel galvez-santisteban,现在与辉瑞公司合作马德里已经确定了斑马鱼心脏细胞中的信号通路,导致受损组织的再生。该研究结果发表于2019年6月25日 网上生活.

当斑马鱼的心脏受伤时,改变的血流会发出信号,重新编程肌肉并使其细胞再生。 “我们的研究结果显示了心脏是如何感知和适应性地响应由损伤引起的环境变化,”chi说,“并提供有关流动介导机制如何调节心脏细胞重编程和心脏再生的见解。”

这些相同的信号传导途径也存在于哺乳动物中,这表明这些发现可以提供见解,也许可以在心脏病发作或类似的灾难性心脏事件后修复人类受损组织。

研究人员通常使用斑马鱼 - 一种小型热带小鱼 - 来研究血液和肌肉的发育,因为它们使用许多相同的机制来制造人类所做的细胞,但它们在发育时是半透明的,这使得记忆细胞发育更加容易。功能。

chi及其同事专注于心肌细胞,心肌细胞具有收缩和维持心脏泵功能的能力。然而,为了使心肌细胞在损伤后重新编程和再生心脏,心肌细胞依赖于由血流变化激活的信号提示。

研究人员监测了斑马鱼中一种叫做凹陷的特定心脏发育分子,看看它在受伤后对鱼的心脏有何反应。他们发现缺口活动在受伤后一天达到顶峰,但随着心肌再生而下降。四天之内,受损的鱼心恢复正常。然而,当研究人员阻断缺口时,鱼体内的心脏细胞生长也被阻断,细胞无法自我重新编程,损伤也未得到修复。

然后科学家们观察了心脏受伤后的血流情况,看看伤情是否对血流有直接影响,反过来又激活缺口。这次他们关注的焦点是klf2a,这是一种在血流变化时激活某些基因的分子。研究人员发现,血流量越多,klf2a水平越高。

科学家们还发现了另外三种分子 - trpv4,bmp和erbb2--它们似乎与心脏重编程和血流变化有关。三者的水平和活动因心脏损伤而改变。

他说下一步是将他们的调查从水中带到陆地上。

“现在需要进行未来的研究来探索血流力量是否会影响哺乳动物,例如老鼠,并揭示可能使我们接近一天能够使人类心脏再生的新机制,”chi说。


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