斑马鱼研究证明通过神经免疫串扰进行心脏修

与人类不同，斑马鱼在受伤后可以完全再生心脏。正如马克斯·德尔布吕克分子医学中心的苏珊莎领导的研究人员现在在《发育细胞》杂志上报道的那样，它们的这种能力归功于神经系统和免疫系统之间的相互作用。

德国每年有30多万人患有心肌梗死，这是心脏病发作的专业术语。心脏病发作后幸存的人数显著增加，但这一严重的心脏事件对他们的心脏造成了无法弥补的损害。当向心肌供应血液和氧气的血管堵塞，导致部分心肌组织死亡时，就会发生心脏病发作。

这种损伤是永久性的，因为人类心脏没有能力生长新的心肌细胞。相反，被称为成纤维细胞的结缔组织细胞迁移到心肌的受损区域。它们会形成疤痕组织，削弱心脏的泵送能力。以前使用干细胞治疗梗死损伤心脏的尝试并不是很成功。

由马克斯·德尔布吕克分子医学中心心血管造血相互作用实验室负责人苏珊莎博士领导的团队正在从不同的角度看待这一过程。

苏珊莎说：“我们知道，自主神经系统和免疫系统的信号在瘢痕形成和再生中都起着关键作用。因此，自主神经和免疫系统之间的沟通决定了心肌瘢痕是否会发生或心肌是否能够恢复，这是理所当然的。”众所周知，巨噬细胞在这两个过程中都发挥着作用。但是这个决定是如何做出的呢？

为了解决这个问题，研究人员正在研究斑马鱼的幼鱼。这种鱼可以很容易地被修饰，而且在光学上是透明的，使得在活体中很容易观察到内部过程。发表在《发育细胞》上的这项研究的第一作者艾佩丁说：“此外，它们在受伤后可以完全再生心脏。”。

研究人员使用的斑马鱼幼虫鱼的心肌细胞会产生荧光物质，因此在显微镜下很容易检测到它们。然后，它们在幼鱼心脏中诱导了类似心肌梗死的损伤，并阻断了巨噬细胞表面的几种受体。结果是，来自自主神经系统的肾上腺素能信号决定了巨噬细胞是否繁殖并迁移到受损部位。这些信号在心肌组织再生中也起着重要作用。

下一步，研究人员改造了转基因斑马鱼，使肾上腺素能信号到达巨噬细胞，但不能从受体传递到细胞内部。艾佩丁说：“这表明信号传递对心脏再生至关重要。”如果信号被中断，瘢痕形成过程就会被触发。

艾佩丁说：“我们的发现表明，这是神经系统和免疫系统之间串扰的关键调节因子。”当巨噬细胞被自主神经系统的肾上腺素能信号激活时，它们又与成纤维细胞进行交流。促进再生的成纤维细胞改变受损部位的细胞外基质。

这最终创造了一个有利于血液和淋巴血管生长以及新心脏血管发育的微环境。另一方面，如果信号被阻断，成纤维细胞就会渗透到该部位并造成疤痕——类似于心脏病发作后人类心脏中发生的情况。

苏珊莎说：“我们接下来想详细研究斑马鱼和人类之间的信号有何不同。这将有助于我们理解为什么人类的心肌组织无法再生。”该团队还希望确定影响神经系统和免疫系统之间相互作用的潜在靶点，以促进心脏病发作患者心肌组织的再生和心脏功能的维持。

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