如何讓“受傷”的心恢復(fù)生命?
文/陳根
傷心總是難免的。但是,心里的“傷疤”多了,卻是容易致命的。據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示:心血管疾病,全球第一大致死疾病,同樣是我國(guó)第一大死亡因素。每年有1800萬人死于心血管疾病,占全球死亡總?cè)藬?shù)的30%以上。其中不少與心肌梗死有關(guān),血凝塊會(huì)阻止向心臟提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,缺血組織的心肌細(xì)胞走向死亡,基本上不能再生,最終引起心力衰竭而致死。
面對(duì)心血管疾病死亡率和發(fā)病率居高不下,科學(xué)家們是否能夠用功能成熟的心肌細(xì)胞取代因壞死而失去的組織細(xì)胞,從而治愈患者呢?
面對(duì)修“心”療法的瓶頸期,科學(xué)家從對(duì)斑馬魚心臟進(jìn)行研究的工作中,找到了突破口。據(jù)荷蘭Hubrecht研究所、烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員在國(guó)際頂尖期刊《科學(xué)》上發(fā)表的研究論文介紹,斑馬魚發(fā)生心肌受損后,幸存的心肌細(xì)胞能夠重新分裂并產(chǎn)生更多的新細(xì)胞,加速心肌愈合,取代失去的心肌細(xì)胞;旧希茉90天內(nèi)完全恢復(fù)心臟功能。尤為重要的是,據(jù)研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚的這種修復(fù)過程可以應(yīng)用于人類心肌細(xì)胞,有望開辟心血管疾病新療法。
那么, 具體該如何將對(duì)斑馬魚的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于人類心臟呢?對(duì)此,科學(xué)家們通過詳細(xì)研究新形成的組織如何變化,開發(fā)了一種新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在體外培養(yǎng)斑馬魚受損的心臟組織切片,同時(shí)對(duì)心肌細(xì)胞的鈣活動(dòng)進(jìn)行活細(xì)胞成像。
研究人員觀察到,心肌細(xì)胞分裂后,鈣離子的流動(dòng)模式會(huì)隨著時(shí)間推移發(fā)生改變。具體來說,新分裂的細(xì)胞中,鈣離子的活動(dòng)與胚胎期的心肌細(xì)胞很相似;但隨著時(shí)間的推移,心肌細(xì)胞的鈣離子活動(dòng)呈現(xiàn)為成熟細(xì)胞的模式。
心肌細(xì)胞如何調(diào)節(jié)鈣離子進(jìn)出對(duì)于控制心臟收縮非常關(guān)鍵,而且能由此判斷細(xì)胞的成熟狀態(tài)。心肌細(xì)胞是分裂還是進(jìn)一步成熟,主要取決于心肌細(xì)胞中調(diào)節(jié)鈣活動(dòng)和興奮-收縮耦聯(lián)的結(jié)構(gòu),尤其是其中被稱為L(zhǎng)RRC10(富含亮氨酸重復(fù)蛋白10)的組成部分。LRRC10對(duì)于驅(qū)動(dòng)心肌細(xì)胞成熟、防止心肌肥大非常重要。如果缺少LRRC10,心肌細(xì)胞會(huì)繼續(xù)分裂并保持未成熟的狀態(tài)。
參照LRRC10在斑馬魚心臟修復(fù)中的關(guān)鍵作用,研究者在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類心肌細(xì)胞中誘導(dǎo)了LRRC10的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn),LRRC10也能改變這些細(xì)胞的鈣處理,減少細(xì)胞分裂,并提高這些心肌細(xì)胞的成熟程度。基于此,修復(fù)受損心臟的一種潛在策略是在實(shí)驗(yàn)室中培育心肌細(xì)胞然后移植到受損心臟中。而針對(duì)解決實(shí)驗(yàn)室培育的心肌細(xì)胞可能不夠成熟,整合到心臟中容易導(dǎo)致心律失常的問題,則可以利用LRRC10提高人類心肌細(xì)胞的成熟程度,將有利于改善移植后的成功率,還可以讓體外模型更準(zhǔn)確地模擬心臟,以便幫助篩選藥物。
原文標(biāo)題 : 陳根:如何讓“受傷”的心恢復(fù)生命?
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