研究解释了为什么成年人的心脏不能再生
根据匹兹堡大学和UPMC的科学家们的新研究，随着小鼠心脏细胞的成熟，称为核孔的交流途径的数量急剧减少。研究人员发现，虽然这可能会保护器官免受破坏性信号的伤害，但它也可能会阻止成年心脏细胞的再生。
这项研究今天发表在细胞发育的研究表明，使心脏细胞与其环境之间的交流安静下来，可以保护心脏免受与压力相关的有害信号的影响高血压但代价是阻止心脏细胞接收促进再生的信号。
“这篇论文解释了为什么成年人的心脏不能自我再生，而新生儿的心脏可以老鼠资深作者Bernhard Kühn说，他是儿科教授，也是皮特医学院和匹兹堡UPMC儿童医院儿科心脏再生和治疗学研究所的主任。ob体育开户网址“这些发现是对心脏如何随着年龄的增长而发展以及如何应对压力的基本理解的重要进展。”
虽然皮肤和人体的许多其他组织在受伤后仍能保持自我修复的能力，但心脏却不是这样。在人类胚胎期胎儿发育，心脏细胞经历细胞分裂形成心肌。但当心脏细胞在成年后成熟时，它们会进入一种无法再分裂的终末状态。
为了了解心脏细胞如何以及为什么会随着年龄的增长而发生变化，Kühn与皮特大学的研究人员和生物医学成像专家Yang Liu博士(医学和生物工程副教授)，以及Donna Stolz博士(细胞生物学和病理学副教授、生物成像中心副主任)一起进行了研究核孔．这些围绕细胞DNA的脂膜上的穿孔调节着分子进出细胞核的通道。
“核被膜它是一层不透水的层，保护细胞核，就像高速公路上的沥青，”Kühn说，他也是麦高恩再生医学研究所的成员。“就像沥青上的人孔一样，核孔是信息通过屏障进入细胞核的通道。”
使用超分辨率显微术， Liu可视化并统计了小鼠心脏细胞或心肌细胞的核孔数量。在整个发育过程中，孔的数量减少了63%，从胎儿细胞的平均1856个到婴儿细胞的1040个，再到成人细胞的仅678个。Stolz证实了这些发现，他使用电子显微镜显示核孔密度在心脏细胞发育过程中下降。
在之前的研究中，Kühn和他的团队证明了一种名为核纤层蛋白b2它在新生小鼠中高度表达，但随着年龄的增长而下降对心肌细胞再生很重要．
在新的研究中，他们表明阻断表达核纤层蛋白b2在小鼠中导致核孔数量减少。核孔较少的小鼠向核的信号蛋白运输减少并减少基因表达这表明，随着年龄的增长，交流减少可能会导致心肌细胞再生能力的下降。
Kühn解释说:“这些发现表明，核孔的数量控制着进入细胞核的信息通量。””心脏细胞成熟后，细胞核孔隙减少，进入细胞核的信息就会减少。”
在应对高血压等压力时，心肌细胞的细胞核会接收到修改基因通路的信号，从而导致心脏的结构重构。这种重构是心力衰竭的主要原因。
研究人员使用高血压小鼠模型来了解核孔是如何促进这种重塑过程的。被改造成表达更少核孔的小鼠显示出参与有害心脏重塑的基因通路的调节更少。这些老鼠也有更好的表现心与核孔多的同类相比，其功能和存活率均有所下降。
Kühn说:“我们对高血压小鼠核孔减少的保护作用的程度感到惊讶。”“然而，较少的交流途径也限制了那些促进再生的有益信号。”
对这项研究有贡献的其他作者有鹿晗博士，Jocelyn D. Mich-Basso, b.s.， m.t.，李姚博士，Niyatie Ammanamanchi, m.s.，徐建全博士，Anita P. Bargaje, b.s.，刘洪海博士，吴丽文博士，郑钟贤博士，Jonathan Franks, m.s.， Yijen L. Wu博士，和Dhivyaa Rajasundaram博士，所有的Pitt或UPMC。
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