在人的一生中,血液、毛發和皮膚細胞都能不斷再生,但心臟細胞在出生后很快就喪失了增殖能力。加州大學洛杉磯分校的研究人員首次闡明了成年人心臟不能再生的原因。這項研究發表在近日的Journal of Cell Biology雜志上,可以幫助人們在患者心臟中進行重編程,讓心肌細胞重新獲得自我修復的能力。
在出生后的第一周,哺乳動物的心臟是可以再生的,但這一能力很快就會喪失。不過,也許我們能夠使心臟重新獲得這種能力,文章的資深作者Dr. Robb MacLellan說。
在人類發育過程中,前體干細胞生成的心肌細胞通過增殖形成心臟。一旦心臟形成,心肌細胞就會從未成熟細胞轉變為不能增殖的成熟細胞。然而,蠑螈的心肌細胞可以在兩種狀態之間來回轉變,在心臟受損的時候進行修復。
MacLellan指出,成年人心肌細胞無法再生的原因很簡單,當心肌細胞處于不成熟狀態時它們不能很好的收縮,而收縮能力對于心臟功能來說至關重要。人類的體型比蠑螈大很多,需要更強的心臟收縮來維持血壓和血液循環。“為了獲得更高效的心肌和更強大的心臟,我們不得不在進化中放棄心肌再生的能力,”MacLellan說。
研究顯示,短暫敲低阻斷細胞周期的蛋白,可以讓成體心肌細胞重新進入細胞周期,轉變為可以增殖的狀態。不過這樣的療法必須是可逆的,其效果在損傷修復之后應當消失,以便心肌細胞再次成熟起來。目前MacLellan等人正在嘗試用納米顆粒把siRNA送入心臟,敲除讓心肌細胞保持成熟的蛋白。
在心臟病發作的時候,心肌細胞會死亡并形成瘢痕組織。我們很容易就能確定心臟的受損位置,通過重編程讓心肌細胞返老還童,回到它們有能力再生的時候。
近年來,不少研究者在用胚胎干細胞或多能干細胞進行心臟再生。“我認為,可以直接在體內促使心肌細胞再生,”MacLellan說。
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