心肌细胞在心脏再生过程中改变其能量来源

来自Hubrecht研究所(KNAW) Jeroen Bakkers小组的研究人员发现，斑马鱼心脏的肌肉细胞在心脏再生过程中改变了它们的新陈代谢，也就是它们产生能量的方式。与人类心脏不同的是，斑马鱼的心脏在受伤后可以再生。研究斑马鱼心脏的再生机制可能有助于更好地理解人类心脏不能再生的原因，并找到未来在人类心脏病发作后刺激心脏再生的方法。这项研究的结果发表在科学杂志上el在4^th二月。

心脏病是西方世界常见的死亡原因。在一次心发作时，冠状动脉阻塞，导致心脏供氧和营养物质减少肌肉细胞由该动脉提供。这些低水平的必需营养素导致心肌细胞的死亡，由免疫系统清除并被永久性瘢痕替换以治愈损伤。疤痕，虽然适于稳定受伤的心脏，是功能障碍的功能，并且会导致患者的心脏功能丧失。这导致受影响患者的生活质量较低，使其更有可能死亡。

边境区

虽然诸如人类的哺乳动物，但损伤后无法使用功能性肌肉细胞修复心脏，但其他几种动物物种通过称为再生的过程具有显着的能力。其中一个物种是斑马鱼。因为没有干细胞存在于可以补充心肌细胞的心脏中，斑马鱼使用替代策略来恢复心脏功能。存活的心肌细胞在接近损伤部位的区域（所谓的边界区）能够用新的肌肉细胞分开和汇编心脏的受伤部分，在损伤后3-6个月内更换最初形成的疤痕。斑马鱼如何实现这一目标是很大程度上未知，但在心脏病发作后帮助人类心灵的潜力很大。

代谢

为了更多地了解斑马鱼心脏成功再生的过程，研究人员使用了一种名为单细胞RNA测序的技术对边缘区的心肌细胞进行测序。有了这项技术，他们就能够研究边缘区单个心肌细胞中所有可能的基因的活性。基因的活动告诉研究人员，在这些单个细胞中发生了哪些过程，使它们能够分裂，从而产生新的心肌细胞。研究人员发现，在开始分裂的边缘地带的心肌细胞与胚胎时期的心肌细胞非常相似。

Hessel Honkoop (Hubrecht研究所)说:“边界区心肌细胞和远离损伤的其他心肌细胞的显著区别是，它们完全改变了自己的新陈代谢。”边缘区心肌细胞不是使用脂肪酸作为主要的能量来源，而是依靠糖，在一种叫做糖酵解的途径中，产生能量和细胞分裂所需的组成部分。这种能量来源的转换对心脏再生非常重要，因为阻断糖酵解会严重损害心肌细胞的分裂能力。

分开心肌细胞

为了调查如何对患者的益处最终可能导致研究人员看待在新陈代谢中涉及的机制。他们发现，其中涉及蛋白质NRG1和ERBB2的信号通路可以在斑马皮心脏再生期间诱导代谢开关。增加这些蛋白质的活性刺激心肌细胞在斑马鱼和小鼠中分裂，即使没有心碎。研究人员注意到，小鼠NRG1和ERBB2诱导的细胞分裂伴随着它们在心脏再生期间在斑马鱼中发现的相同代谢开关。

“然后我们阻止这种代谢切换在分割鼠标中心肌细胞由NRG1和ERBB2引起的，“Honkoop说。”当我们看到这也会阻止在这些不受限制的鼠标心中分裂肌细胞，我们意识到我们从斑马鱼中获得的知识是普遍的对象。因此，研究人员表明了斑马鱼是更好地了解心脏再生的宝贵工具，并且代谢的变化在这个过程中发挥着重要作用。需要更多的研究来展示诱导这种代谢切换到糖酵解可以有助于恢复患有a的人的心功能心脏病发作。

---

---