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确定了心脏病发作后修复心脏的新目标

心脏病发作期间会丢失数十亿个心肌细胞。人的心脏无法补充这些丢失的细胞,因此默认的修复机制是形成心脏疤痕。尽管这种疤痕起初可以很好地避免心室破裂,但疤痕是永久性的,因此最终会导致心力衰竭,心脏将无法像心脏病发作所造成的损害之前那样有效地进行泵血。

斑马鱼是一种原产于南亚的淡水鱼,由于形成新的心肌细胞后会形成暂时的疤痕,因此能够在受损后使心脏完全再生。牛津大学的Paul Riley教授及其团队一直致力于了解和比较不同动物中的心脏疤痕的组成,这是正在进行的研究的一部分,以研究它是否可以像斑马鱼一样被调制成更短暂的疤痕。 ,因此有可能避免心脏病发作患者的心力衰竭。

为此,研究人员使用了三种不同的模型来研究心脏修复和再生。成年小鼠心脏(其行为与人类心脏类似),新生小鼠心脏(在出生后最多可再生7天,然后随着年龄的增长而丧失这种能力)和斑马鱼(可以再生直到7天)。成年后通过形成短暂的疤痕。

保罗·赖利教授说:“迄今为止,通过细胞替代策略治疗心脏病的努力在很大程度上未能令人满意的临床试验结果。其原因之一是新细胞出现的局部环境:炎症和纤维化的细胞毒性混合物,防止其移植并与存活的心脏组织融合,因此迫切需要满足临床条件,以局部损伤环境来有效置换丢失的组织,主要目标是损伤后侵入心脏并引起炎症的免疫细胞,以及疤痕形成本身的过程(纤维化),在此过程中免疫细胞向成纤维细胞发出信号以沉积胶原蛋白。”

该研究小组集中精力研究巨噬细胞的行为,这些巨噬细胞通常暴露于三种受伤后环境,通常与体内炎症和抵抗感染有关。他们从每个模型中提取巨噬细胞以检查其基因表达。在老鼠和鱼类的巨噬细胞中,他们都发现它们直接参与了构成心脏疤痕的分子,尤其是胶原蛋白(参与其中的主要蛋白质)的产生。

BHF CRE中级过渡研究研究员兼首席研究员FilipaSimões博士说:“该信息非常重要,而且引人注目,因为直到今天,仅涉及心肌成纤维细胞直接参与了心脏疤痕的形成。”

“为了进一步研究巨噬细胞是否实际上直接导致了疤痕,我们将这些巨噬细胞移植到了先前受伤的鱼类和小鼠心脏中,在这些心脏中,胶原蛋白已被绿色荧光蛋白(GFP)标记为跟踪基因表达的方式。3周后,我们观察到疤痕沉积的时间点,我们很惊讶地发现形成的疤痕部分的成分是绿色的,这确实表明巨噬细胞可以上调胶原蛋白,将其输出到细胞外基质并沉积在疤痕中。”

“我们已经为巨噬细胞确定了一种新的进化保守角色,这确实挑战了当前的教条,即成肌纤维细胞是导致心脏疤痕的唯一细胞,我们认为也可以应用于人的心脏。”

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