了解斑马鱼心脏再生的机制

心血管疾病，如心脏病发作，是世界范围内死亡的主要原因，因为心脏自我愈合的能力有限。然而，斑马鱼具有从心脏损伤中恢复的非凡再生能力。

胡布雷奇特研究所的JeroenBakkers领导的科学家利用斑马鱼进行了研究，以揭示斑马鱼再生成功的秘密。他们有了一个有趣的发现：随着时间的推移，新形成的心肌细胞的钙处理会发生变化，而一种名为LRRC10的因子在推动这些变化中发挥着至关重要的作用。LRRC10控制细胞分裂和成熟之间的决策过程。

这一发现不仅限于斑马鱼，而且对小鼠和人类的心肌细胞也有类似的影响，表明该机制具有进化保守性。这项研究发表在《科学》杂志上，强调了研究斑马鱼自然心脏再生的潜力，并将这些见解应用于人类心肌细胞。这些发现可能为对抗心血管疾病的新疗法铺平道路。

每年约有万人死于心血管疾病。这些死亡中有相当一部分是由心脏病发作引起的，血栓阻断了重要营养物质和氧气流向心脏某些区域。

因此，受影响区域的心肌细胞死亡，最终导致心力衰竭。虽然有治疗方法可以缓解症状，但没有任何治疗方法可以用功能齐全、成熟的心肌细胞恢复丢失的组织，从而为患者提供治愈方法。

斑马鱼是令人惊叹的生物，可以成为人类的榜样。与我们不同的是，它们具有令人难以置信的再生心脏的能力。在受到损伤后的90天内，斑马鱼可以完全恢复心脏功能。存活下来的心肌细胞具有分裂和产生新细胞的特殊能力。

这使他们能够用新鲜的组织来替换丢失的心肌细胞。虽然之前的研究已经确定了可以触发心肌细胞分裂的因素，但人们对这些新形成的细胞随后会发生什么知之甚少。

该研究的第一作者PhongNguyen解释道：“目前尚不清楚这些细胞是如何停止分裂并成熟到足以促进正常心脏功能的。我们对斑马鱼心脏中新形成的组织自然成熟并融入现有心脏组织而没有任何问题这一事实感到困惑。”

为了检测新形成的组织的成熟过程，研究人员设计了一种称为活钙成像的方法。

他们在体外培养了受伤的斑马鱼心脏的厚切片。他们实时观察了心肌细胞内钙的运动。钙的调节在控制心脏收缩方面起着至关重要的作用，可以指示细胞的成熟。

研究发现，心肌细胞分裂后，钙进出的速率会随着时间的推移而变化。最初，钙的处理类似于胚胎心肌细胞的处理。然而，逐渐地，细胞采用了一种更成熟的钙处理模式。研究人员之一Nguyen解释了成熟过程中钙处理的这种进展。

研究人员对钙在控制心肌细胞分裂和成熟中的作用做出了重大发现。他们发现，在斑马鱼的心脏二元结构中，一种名为LRRC10的特定成分在心脏再生过程中发挥着至关重要的作用。没有LRRC10的心肌细胞继续分裂并保持未成熟，而LRRC10表达阻止了细胞分裂。

在之前的研究中，发现了导致细胞分裂失控和心脏增大的其他因素。然而，LRRC10也阻止了这些扩大心脏的形成，进一步突出了其在决定分裂和成熟过程中的关键作用。

基于他们在斑马鱼身上的发现，Nguyen和他的团队旨在研究LRRC10在阻止细胞分裂和促进成熟方面的作用是否可以应用于哺乳动物。

他们通过在小鼠和实验室培养的人类心肌细胞中引入LRRC10的表达进行了实验。令人惊讶的是，他们观察到LRRC10改变了钙处理，减少了细胞分裂，并增强了细胞成熟，就像在斑马鱼心脏中一样。Nguyen对这些发现表示兴奋，因为它们表明了LRRC10在基于斑马鱼研究获得的知识为患者开发新的治疗方法方面的潜在用途。

在再生过程中，钙和肌节之间的相互作用在驱动心肌细胞成熟方面发挥着至关重要的作用。这些知识揭示了心脏组织修复背后的机制。它有望在未来开发促进心脏再生的有效策略。

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