斑马鱼的研究揭示了自我修复心脏再生机制

Hubrecht研究所的研究人员已经确定了一个新的自愈的心在斑马鱼再生机制可能有助于新的人类心血管疾病治疗。的研究发表在科学。

修补一颗破碎的心

心血管疾病死亡的主要原因是全球——估计1790万年人死于心血管疾病。

这些死亡事故中,很多是与心脏病有关,也称为心肌梗死。在心脏病,血栓可以阻止氧气和营养的供应心脏的血管,阻止他们到达心脏组织。阻碍心肌细胞开始死亡,因为他们的自我修复能力有限,这可能最终导致心力衰竭。

尽管疗法存在管理心力衰竭的症状,没有治疗方法可以代替失去的组织功能,成熟的心肌细胞。

然而,一些动物有一个不可思议的从心脏损伤中恢复过来的能力。斑马鱼——一种淡水鱼产于南亚——是一个这样的动物。他们可以在90天内完全恢复心脏功能体验心脏损伤任何幸存的肌肉细胞可分为替代受损和死亡细胞。

先前的研究已经确定了一些因素刺激心肌细胞分化的能力,尽管这些新形成的细胞的命运并不完全了解。因此,研究人员在当前研究旨在研究斑马鱼实现再生成功。

“目前尚不清楚这些细胞停止分裂,足够成熟,[他们]有助于正常的心脏功能,”说冯氏阮博士,博士后研究人员和该研究的第一作者。“我们感到很困惑,在斑马鱼心脏,新成立的组织自然成熟和集成到现有的心脏组织没有任何问题。”

提高心脏细胞成熟

首先,研究人员开发出一种技术,允许他们研究新成立的斑马鱼心脏细胞成熟。他们能够成长和文化片斑马鱼受伤的心在实验室利用活细胞成像检查。他们专注于钙离子的运动的心肌细胞作为控制心跳,这是很重要的,也可以用来预测细胞的成熟。

活细胞成像显示心肌细胞分裂后,钙运动也改变了。“新分裂细胞的钙运动最初胚胎心肌细胞非常相似,但随着时间的推移,心肌细胞假定一个成熟类型的钙运动,“阮说。”我们发现心脏二分体结构,有助于心脏肌肉细胞内钙,特别是它的一个组件,LRRC10,至关重要,决定是否通过成熟心肌细胞分裂或进步。缺乏LRRC10心肌细胞继续分裂,仍不成熟。”

与LRRC10建立参与细胞分裂和成熟的一个重要因素斑马鱼心脏肌肉细胞,阮和他的同事们想确定是否同样也可以在哺乳动物细胞。

小鼠模型和实验室培养的人类心肌细胞工程生产LRRC10,产生变化所观察到的类似在斑马鱼心脏-钙运输改变,细胞分裂和细胞减少成熟增加。

“这是令人兴奋的发现斑马鱼的经验教训可翻译,这将打开新的可能性的上下文中使用LRRC10新疗法的病人,“阮补充道。

承诺为心血管疾病的治疗

总的来说,这项研究表明LRRC10有潜力提高心肌细胞成熟通过改变钙处理。这可以帮助治疗的发展,旨在实验室培养的细胞移植到受损心脏,虽然这些疗法蕴含着巨大的希望,不成熟的实验室培养的细胞不能正确沟通的心,会导致心律失常。

“虽然还需要更多的研究来精确地定义这些实验室培养的心肌细胞有多成熟LRRC10处理时,有可能是移植后成熟的增加将提高他们的集成,”说教授珀斯赞美上帝该研究的资深作者。“另外,当前模型心脏疾病经常是基于成熟的实验室培养的心肌细胞。百分之九十的有前途的候选药物在实验室发现未能使其诊所和不成熟的这些细胞可能是原因之一,这种低成功率。我们的研究结果表明LRRC10可以改善这些模型的相关性”。

参考:阮PD,胡德艾尔我Campostrini G, et al。相互影响钙和观察指导心肌细胞再生中成熟。科学。2023,380 (6646):758 - 764。doi:10.1126 / science.abo6718

这篇文章是一个返工的新闻稿Hubrecht颁发的学院。材料已经编辑的长度和内容。