医学进展
2013年11月号
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心肌细胞通过重编程实现心肌再生

    德国马克斯普朗克心肺研究所、美国加州大学和桑福德-伯纳姆医学研究所研究人员证实,斑马鱼的心肌受损后,异位心肌细胞能够通过重编程实现心肌细胞再生,以修复受损心肌组织。

    研究人员利用基因工程手段在斑马鱼中靶向破坏心肌细胞,然后通过荧光蛋白来观察受损后的心房和心室的心肌细胞变化(心房和心室的心肌细胞发出不同的荧光)。斑马鱼体内“植入”的基因消融系统(genetic ablation system)能够靶向破坏心肌。在共聚焦显微镜下,研究人员能够持续追踪单个细胞的行为,并对“斑马鱼心室损伤后心脏再生时所发生的动态细胞事件进行可视化”监控。

    观察结果表明,在心肌组织受损几小时后,只有少量发出红色荧光的细胞存在于心室中。24小时后,更多发出红色荧光的细胞开始出现,这表明心室内存活下来的细胞开始进行细胞分裂。问题是,如果仅依靠残存的心肌细胞分裂再生,要实现心室修复需要较长时间。后续的观察结果令人倍感意外:随着时间的推移,心室中开始出现发出绿色荧光的心肌细胞,其数量日益增多。在心肌组织受损几天后,心室大部分发出绿光。

    进一步研究发现,心房心肌细胞在迁移至心室后,丧失了其原有的细胞特性,并在随后的再生过程中转化为心室细胞。在心脏再生过程中,这些细胞永久性地“融入”再生的心室组织中。

    基于上述研究结果,研究者认为,心肌细胞可能比之前人们所认为的更具可塑性。激活和调控心肌细胞的“可塑性”或可有助于受损心肌的修复。(作者:刘荣军)

参考文献:《Nature》2013;498:497

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