鼠标操纵研究表明某些神经细胞可以帮助再生受损心脏肌肉
出生后人类心肌细胞停止繁殖,做任何心脏损伤,在以后的生活中一个永久的功能降低,导致心力衰竭。然而现在,约翰霍普金斯大学的医学研究人员说,他们有新的证据表明从老鼠实验中操纵某些神经细胞或控制它们的基因可能引发新的心肌细胞的形成和恢复心脏功能后心脏病发作和其他心脏疾病。
更具体地说,他们说,他们的研究结果,发表在12月1日科学的进步,启示了一些神经元如何调节心肌细胞的数量。
神经细胞一直被调节心脏功能,但他们的作用和影响在心脏发育及其影响肌细胞增长一直不清楚。
“我们的研究试图研究所谓的交感神经对心脏的作用发展出生后,我们发现,通过控制它们,可能会有巨大的潜力调节肌肉细胞的总数甚至在出生后,“说Emmanouil Tampakakis,医学博士的医学助理教授约翰·霍普金斯大学医学院的,和该研究的第一作者。
的神经细胞的交感神经系统(SNS)控制自动过程等在体内消化、心率和呼吸。SNS通常与“战或逃”反应,身体的反应令人担忧,压力或威胁的情况。
在新的研究中,研究小组创建了一个转基因小鼠模型在发展中小鼠胚胎心脏通过阻断交感神经元,并分析了心肌细胞增殖的司机通过前两周出生后的生活。
他们发现一个重要的一对基因的活性下降周期1,周期2基因控制生理周期。值得注意的是,删除这两个生理基因在小鼠胚胎,研究人员看到增加新生儿心脏大小和增加心肌细胞的数量,或心肌细胞,高达10%。这表明,交感神经对心肌细胞的影响可能是介导通过这两个生理或“时钟”基因。
生物钟基因昼夜节律模式的组件,在哺乳动物中调节身体机能上或多或少24小时周期与小时的日光和黑暗。
“出生后不久,哺乳动物,包括人,老鼠,心肌细胞停止生产。不同于其他器官,如肝脏、心脏不能再生受损之后,“Tampakakis说。“我们已经表明,它可能会操纵神经和/或生理基因,通过药物或基因疗法,出生后增加心脏细胞的数量。”
生存的人心脏病心肌细胞会失去多达十亿,Tampakakis说,有科学证据表明,心往往恢复更快的攻击后,细胞开始的总数较高。通过操纵交感神经和时钟基因技术neuromodulation-researchers相信心脏可以应对伤害好多了。
“在心脏病学神经调节是一个非常新的概念,我们认为这是第一个报告,把时钟基因新的增长的心肌肉细胞。”Chulan Kwon说,博士,硕士副教授,医学和心血管干细胞项目的主任约翰·霍普金斯大学医学院的。“我们的研究,也许第一次显示发生了什么如果你阻止神经供应到心脏,并提供新的见解发展神经调节心脏再生策略。”
Tampakakis说,他的小组正在进一步的实验,确定不同组的神经元供应心脏和演示这些神经发展随着时间的推移和调整之后心受伤。
根据美国疾病控制中心和预防心血管疾病仍然是最常见的死因国家造成4人死亡。
更多信息:Emmanouil Tampakakis et al,心脏神经元使用生物钟基因控制肌细胞增殖,科学的进步(2021)。DOI: 10.1126 / sciadv.abh4181