为什么人的心脏可以’t regenerate itself

加州大学洛杉矶分校的干细胞研究人员首次揭示了成年人类心脏心肌细胞失去增殖能力的原因,这也许可以解释为什么人类心脏再生能力差。

在细胞系和小鼠中进行的这项研究可能导致重新编程患者的方法’加州大学洛杉矶分校Eli and Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的研究人员,该研究的资深作者罗布·麦克莱伦博士说,心脏自身的心脏心肌细胞可以创建新的肌肉来修复损伤。

与new和sal不同,成人不能自发再生受损的器官,例如心脏。但是,最近的研究表明,哺乳动物确实具有在生命的大约第一周的很短时间内再生心脏的能力。但是这种能力很快就消失了。麦克莱伦说,但是如果我们曾经拥有过一次,也许有可能重新获得这种能力。

发表在8月8日的同行评审中 细胞生物学杂志,麦克莱伦’这项研究表明,有可能将细胞时钟倒转至心肌细胞具有增殖和重新生长心肌的能力的时间。

“这些sal和其他下层生物具有使心肌细胞去分化的能力,或将它们带回到更早的原始状态,从而使它们能够重新进入细胞周期,从而产生新的心肌,”麦克莱伦(MacLellan)说,他也是心脏病学和生理学副教授。“In mammals, we’已经失去了这种潜力。如果我们知道如何恢复这种状态,或者知道成年心肌细胞可以恢复的原因’做到这一点,我们可以尝试找出一种利用自然的方式’再生心脏的方法。”

在人类发育过程中,心肌细胞是由祖先干细胞产生的,并增殖形成心脏。一旦形成心脏,心肌细胞就会从未成熟的细胞转变为无法增殖的成熟细胞。那’对于new和sal而言,情况并非如此,new和cardiac的心脏心肌细胞可以在未成熟或原始状态之间来回繁殖并修复损伤,然后在修复损伤后恢复成成熟细胞。

MacLellan相信成人心脏心肌细胞可以’这样做非常简单–当心肌细胞处于更原始的状态时,它们的收缩能力就不那么好,这对于正常的心脏功能至关重要。因为人类比new和sal大得多,所以我们需要更多的心脏收缩以维持最佳的血压和血液循环。

“为了保持血压和流量,我们的进化方式不得不放弃再生心肌的能力,” MacLellan said. “好的方面是,我们的心脏心肌细胞效率更高,心脏也更好。但这是一个权衡。”

麦克莱伦说,通过暂时敲除阻断细胞周期机制的蛋白质,有可能使成年心肌细胞重新进入细胞周期,并恢复为它们可以再次增殖的状态。这些疗法必须是可逆的,以便一旦修复损伤,蛋白质操纵的作用最终就会消失。然后,肌细胞将再次成熟并有助于收缩再生的心肌。 MacLellan目前正在研究使用纳米颗粒将小的干扰RNA输送至心脏,以敲除使心肌细胞保持成熟的蛋白质。

当发生心脏病时,氧气会切断一部分心脏,导致心肌细胞死亡并导致疤痕组织。它’很容易找到心脏的受损区域,并且是否可以找到一种方法来对患者进行重新编程’MacLellan说,可以将蛋白质操纵系统注入自身的心肌细胞,将其注入受损区域,将其恢复为原始状态,并用新生的活肌代替死肌。

“人们长期以来一直在谈论这些低等生物的再生潜力,以及为什么人类没有这种潜力” MacLellan said. “这是第一篇提供这种情况发生的原因和机制的论文。”

关于使用人类胚胎干细胞或重新编程的诱导性多能干细胞再生心脏的说法很多。但是,’未知有多少再生是可能的,以及将从中获得多少收益。

“以我的观点,这是再生心肌而无需收获或扩增干细胞的潜在机制,” MacLellan said. “每个人都是他们自己的再生细胞来源。”

 



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