據美國《發(fā)現》月刊網(wǎng)站7月23日報道，如果有人心臟病發(fā)作，卻沒(méi)有得到及時(shí)治療，缺氧會(huì )給心肌細胞造成損傷，而它們就可能開(kāi)始逐漸死亡。由于人類(lèi)無(wú)法長(cháng)出新的心肌細胞，這可能導致心臟上形成疤痕組織，從而降低心臟泵送血液的效率。然而，德國馬克斯·德?tīng)柌紖慰朔肿俞t學(xué)中心的一個(gè)研究小組最近發(fā)現，斑馬魚(yú)可以使細胞和器官——甚至心臟——再生。

　　上述研究小組成員之一揚·菲利普·容克在新聞稿中說(shuō)：“我們想弄清楚這種小魚(yú)如何做到這一點(diǎn)，以及我們能否向它學(xué)習。”容克和該研究團隊的負責人達妮埃拉·帕納科娃模擬了斑馬魚(yú)心臟發(fā)生心肌梗塞的情形。這項發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)》雜志上的研究說(shuō)，研究人員利用單細胞分析和細胞譜系樹(shù)追蹤了斑馬魚(yú)心肌細胞的再生情況。

　　在顯微鏡下，研究人員用冷針刺向斑馬魚(yú)的心臟。針頭對這個(gè)微小的心臟造成了直接損害，類(lèi)似于人類(lèi)的心臟病發(fā)作。針頭會(huì )引發(fā)炎癥反應，進(jìn)而導致出現成纖維細胞——即結締組織細胞的結疤。

　　容克在新聞稿中說(shuō)：“令人驚訝的是，人和斑馬魚(yú)對損傷的即時(shí)反應非常相似。不過(guò)，人類(lèi)的有關(guān)過(guò)程此時(shí)就會(huì )停止，而在斑馬魚(yú)身上，該過(guò)程得以繼續。它們形成了能夠收縮的新的心肌細胞。”

　　利用單細胞基因組學(xué)技術(shù)，該研究團隊對這顆受損的心臟進(jìn)行了檢查，以尋找健康心臟中不存在的細胞。他們發(fā)現了三種處于活化狀態(tài)的新型成纖維細胞。從外部看，這些成纖維細胞與其他成纖維細胞是相同的。然而，它們內部含有幫助形成蛋白質(zhì)的額外基因。例如，膠原蛋白12會(huì )幫助修復結締組織。

　　在讓受損的人類(lèi)心臟再生方面，結疤或纖維化通常是一種障礙。然而，受損斑馬魚(yú)心臟中的活性成纖維細胞可能是修復心臟的關(guān)鍵。

　　為了證明這一點(diǎn)，帕納科娃操縱基因，關(guān)閉了斑馬魚(yú)心臟中表達膠原蛋白12的成纖維細胞。這導致斑馬魚(yú)心臟未能再生。容克說(shuō)，認為成纖維細胞幫助修復心臟是合理的。

　　他在新聞稿中說(shuō)：“畢竟，它們就是在受傷處形成的。”

　　研究人員通過(guò)一種叫做LINNAEUS的技術(shù)創(chuàng )建了細胞譜系樹(shù)，從而確定了被激活的成纖維細胞的來(lái)源。2018年，容克所在的實(shí)驗室開(kāi)發(fā)了LINNAEUS技術(shù)。該技術(shù)聚焦于基因傷疤來(lái)弄清楚每個(gè)細胞的起源，這些基因傷疤會(huì )形成一種集體條形碼。

　　容克在新聞稿中解釋說(shuō)：“我們利用CRISPR-Cas9基因剪刀創(chuàng )造了這種條形碼。如果受傷后兩個(gè)細胞有著(zhù)相同的條形碼序列，就意味著(zhù)它們是相關(guān)的。”該新聞稿說(shuō)，暫時(shí)被激活的成纖維細胞的兩個(gè)來(lái)源已經(jīng)得以確定。一個(gè)在心臟的外層——心外膜，另一個(gè)在心臟的內層——心內膜。然而，膠原蛋白12細胞全是在心外膜中發(fā)現的。

　　容克、帕納科娃以及研究報告的其他作者都希望，通過(guò)將他們的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域相結合，能夠確定哺乳動(dòng)物的心臟——比如大鼠和人類(lèi)的心臟——是否缺少心臟再生所需的信號。有了這項研究，研制幫助修復受損人類(lèi)心臟的藥物將成為可能。