科学家们发现了一种新的机制，可以作为开关，在再生进程中鞭策心肌细胞成熟。主要的是，这类机制是进化守旧的，由于它对小鼠和人类心肌细胞具有很是类似的感化。 斑马鱼心脏毁伤后60天显示心肌细胞布局已完全再生。 资料来历:Phong Nguyen, Hubrecht Institute 血汗管疾病，如心脏病爆发，是全球灭亡的首要缘由，其缘由是心脏的自我修复能力有限。与人类分歧，斑马渔具有从心脏毁伤中恢复的不凡能力。 Jeroen Bakkers小组（Hubrecht研究所）的研究人员操纵斑马鱼来说明它们的再生。他们发现了一种新的机制，可以作为开关，在再生进程中鞭策心肌细胞成熟。主要的是，这类机制是进化守旧的，由于它对小鼠和人类心肌细胞具有很是类似的感化。 这项研究的成果颁发在5月18日的《科学》杂志上。研究注解，研究斑马鱼的天然心脏再生进程，并将这些发现利用在人类心肌细胞（CM），可能有助在开辟针对血汗管疾病的新疗法。 据估量，每一年有1800万人死在血汗管疾病。此中很多灭亡与心脏病爆发有关。在这类环境下，血凝块会禁止营养物资和氧气供给到心脏的某些部位。成果，心脏梗阻部门的心肌细胞灭亡，终究致使心力弱竭。固然现有的医治方式可以节制这些症状，但今朝还没有一种医治方式可以或许用功能成熟的心肌细胞取代掉去的组织，从而治愈患者。 斑马鱼模子 与人类分歧，斑马鱼等物种可以再生心脏。在毁伤后的90天内，它们完全恢复了心脏功能。存活下来的心肌细胞可以或许割裂并发生更多的细胞。这类怪异的特点为斑马鱼的心脏供给了新组织的来历，以代替掉去的心肌细胞。先前的研究成功地肯定了刺激心肌细胞割裂的身分。但是，新构成的心肌细胞在这以后会产生甚么，之前还没有研究过。该研究的第一作者Phong Nguyen注释说:“今朝还不清晰这些细胞若何住手割裂并足够成熟，从而有助在正常的心脏功能。让我们感应猜疑的是，在斑马鱼的心脏中，新构成的组织会天然成熟，并毫无问题地融入现有的心脏组织。” LRRC10驱动成熟 为了具体研究新构成组织的成熟进程，研究人员开辟了一种手艺，将受伤的斑马鱼心脏的厚片培育在体外。这使他们可以或许对心肌细胞中钙的活动进行及时成像。钙进出心肌细胞的调理对节制心脏缩短很主要，可以猜测细胞的成熟度。由此他们发现，心肌细胞割裂后，钙的活动随时候而改变。 “由于钙Ca2+处置跟着CMs的成熟而转变，我们开辟了一种体外成像系统，利用转基因斑马鱼系，在CMs中特异性表达荧光钙传感器GCaMP6f，跟踪再生进程中的动态。” “新割裂细胞中的钙活动最初与胚胎心肌细胞很是类似，但跟着时候的推移，心肌细胞显现出一种成熟的钙活动类型。我们发现，心脏二分体(cardiac dyad，一种帮忙心肌细胞内钙离子移动的布局，生物通注)，特殊是此中一种成份LRRC10，在决议心肌细胞是割裂仍是成熟的进程中起着相当主要的感化。缺少LRRC10的心肌细胞继续割裂，并连结不成熟状况。” 从斑马鱼到人 在Nguyen和他的同事们肯定了LRRC10在禁止斑马鱼心肌细胞割裂和启动成熟中的主要性以后，他们继续测试他们的发现是不是可以用在哺乳动物身上。为此，他们在小鼠和尝试室培育的人类心肌细胞中引诱了LRRC10的表达。为此，他们在小鼠和尝试室培育的人心肌细胞(人引诱多能干细胞CMs；hiPSC-CMs)。 使人受惊的是，LRRC10改变了钙处置，削减了细胞割裂，并以与斑马鱼心脏类似的体例增添了这些细胞的成熟。Nguyen:“看到从斑马鱼身上吸收的经验教训是可转化的，这使人兴奋，由于这为LRRC10在患者新疗法中的利用供给了新的可能性。” 临床影响 颁发在《科学》杂志上的这项研究成果注解，LRRC10有可能经由过程节制钙处置来进一步鞭策心肌细胞的成熟。这可以帮忙科学家们经由过程将尝试室培育的心肌细胞移植到受损的心脏中来解决哺乳动物心脏缺少再生能力的问题。虽然这类潜伏的医治方式很有但愿，但成果注解，这些尝试室培育的细胞依然不成熟，不克不及与心脏的其他部门正常交换，致使被称为心律变态的异常缩短。 该研究的作者Jeroen Bak云开体育app最新版本kers说:“虽然需要更多的研究来切确界说这些尝试室培育的心肌细胞在用LRRC10处置后的成熟水平，但成熟水平的增添可能会改良移植后它们的整合。另外，今朝的心脏病模子凡是是基在未成熟的尝试室培育的心肌细胞。在尝试室中发现的有但愿的候选药物中有90%没法进入临床，而这些细胞的不成熟多是致使这类低成功率的一个身分。我们的研究成果注解LRRC10也能够提高这些模子的相干性。” 是以，LRRC10可能对生成尝试室培育的心肌细胞有主要进献，这些细胞更正确地代表了典型的成人心脏，从而提高了开辟成功的血汗管疾病新疗法的机遇。 “这项研究注解，经由过程利用天然发生新CM的心脏再生模子，在CM成熟进程中，肌节和Ca2+调理之间存在复杂且高度彼此联系关系的彼此感化……我们阐发，心脏这一成熟进程相当主要，这可能为增进CMs成熟供给了一个潜伏的方针。” 参考文献 Interplay between calcium and sarcomeres directs cardiomyocyte maturation during regeneration

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