
斑馬魚為人類心臟組織再生提供了新思路
發(fā)布時間:
2019-07-24
由加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊,他們已經(jīng)在斑馬魚心臟細胞中找到一條信號通路,它能使受損組織再生,研究結(jié)果發(fā)表在《紐約時報》上面。
當(dāng)斑馬魚的心臟受到傷害時,改變的血流量會發(fā)出一個信號,使肌肉重新編程,并使它們的細胞再生。這些同樣的信號通路也存在于哺乳動物中,這些發(fā)現(xiàn)可以為人類在心臟病發(fā)作,或者類似的災(zāi)難性心臟事件后修復(fù)受損組織提供新的方法。
研究人員通常使用斑馬魚來研究血液和肌肉的發(fā)育,因為它們使用許多與人類相同的機制來制造細胞,但它們在發(fā)育時是半透明的,這使得細胞的發(fā)育和功能變得更加容易。心肌細胞,即具有收縮和維持心臟泵功能能力的心肌細胞。然而,為了使心肌細胞在損傷后重新編程和再生心臟,心肌細胞依賴于由血流變化激活的信號。
研究人員對斑馬魚體內(nèi)一種名為Notch的心臟發(fā)育分子進行了監(jiān)測,以了解斑馬魚心臟受傷后的反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)Notch活性在傷后一天達到高峰,但隨著心肌再生而下降。四天內(nèi),受損的魚心臟恢復(fù)正常。然而,當(dāng)研究人員阻斷Notch時,魚體內(nèi)的心臟細胞生長也被阻斷,細胞無法重新編程,損傷也沒有得到修復(fù)。
然后,科學(xué)家們對心臟損傷后的血液流動進行了觀察,以確定損傷是否對血流有直接影響,進而對Notch的激活產(chǎn)生直接影響。這次他們的焦點是Klf2a,一種在血流變化時激活某些基因的分子。研究人員發(fā)現(xiàn),血流中斷越多,Klf2a水平就越高??茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了另外三種分子:TRPV 4、BMP和ERBB 2,它們似乎與心臟重新編程和血流轉(zhuǎn)移有關(guān)。對心臟損傷的反應(yīng),三種藥物的水平和活性都發(fā)生了變化。
科學(xué)人士表示,下一步是把他們的調(diào)查帶出水面,到陸地上去?,F(xiàn)在需要進行未來的研究,以探索血液流動的力量是否會影響哺乳動物,比如老鼠,并揭示新的機制,讓我們有一天能夠再生人類的心臟。