随着「金刚狼3」燃爆全球,「狼叔」再次征服了无数迷弟迷妹的眼球。狼叔的独特不仅因为那双无坚不摧的利爪,他逆天的“再生”能力同样让人羡慕不已。其实,如此强大的“再生”能力并非电影虚构,而是真实存在于现实世界中的,比如说:心脏再生能力。今天,就由广东省心青年李博维来为大家从专业角度,解读「心脏再生」!
李博维
广东医院心血管内科
医师,医学硕士
从事心内科临床工作,擅长心力衰竭等心内科危重症疾病诊疗。
参与临床学院教学授课、实习带教工作。
参与国际多中心临床课题、国家立项课题、省自然基金课题科研工作,参与发表中文核心期刊论文数篇,其中SCI论文2篇。
什么是心脏再生
实质是心肌细胞的增殖与修复能力。早在10余年前,人们就发现非脊椎动物,如:斑马鱼和蝾螈在切除部分心脏后可实现心脏修复[1、2]。近年,研究更发现哺乳类动物,如:新生1天的小鼠心尖部分切除后,可在3周内完全修复[3]。这一类能力同样存在于人类当中。BergmannO等人发现婴幼儿的心肌增殖能力是最强的,随着年龄增长,不断减弱,到20岁以后接近停止[4]。通过立体学测量发现人类出生第一年的心肌细胞数量约10亿个,成年后可增加至40亿个[5]。然而在生理状态下,心肌细胞的增殖速度非常缓慢,不足以在心肌梗死或其它因素致心肌受损时修复心脏。目前人们正不断尝试通过各种方法增强哺乳动物,尤其是人类的心肌细胞增殖及分化的能力。目前主要通过以下方式实现。
可实现的方式有哪些?
激活心肌细胞内源再生机制
有研究发现通过提高正性细胞周期调控因子,如:细胞周期蛋白D2的表达可诱导哺乳动物心肌细胞DNA的合成及增殖[6],而另一种细胞周期蛋白A2的表达也可以诱导小鼠在缺血性损伤后心肌细胞DNA的合成,从而保护心脏功能[7]。PuenteBN等人提出小鼠心肌细胞在低氧状态下有丝分裂增多,而在活性氧(ROS)的干预下有丝分裂明显减少,提示ROS可能也是心肌细胞增殖的调控因子之一[8]。近年来,越来越多研究发现某些微小核糖核酸(MicroRNA)可以促进心肌细胞的增殖与分化。EulalioA等人证实MicroRNA-及MicroRNA-a可以保护小鼠在急性心梗后的心脏功能并减少梗死面积[9]。LiangD等人通过体外心肌细胞培养,也发现MicroRNA-可以促进新生及成熟心肌细胞增殖[10]。
移植干细胞或祖细胞
早在10多年前,多项动物研究表明干细胞由于具有自我增值、分化等能力,可以诱导心脏组织再生,从而保护已损伤的心脏功能。有研究发现,缺血性心肌病患者通过注射心脏祖细胞后左室射血分数(LVEF)在4个月内增加>8%,1年内增加>12%[11]。Benetti等人通过对晚期心力衰竭患者进行胚胎干细胞心内注射,结果发现可以改善患者心脏功能[12]。虽然部分试验证实干细胞治疗可有效改善心脏功能,但此类疗法仍存在较多问题,比如干细胞生存时间有限,如何提供合适的微环境,通过何种方式植入,使干细胞更好存活并发挥作用。这些都是目前亟需解决的问题。有鉴于此,研究者尝试通过改良植入方式及材料,如将可降解支架与干细胞和生长因子结合,结果发现可有效提高干细胞的存活率和分化[13]。
虽然关于心肌细胞增殖及分化的研究时间不长,还有很多问题尚待解决,但目前的研究已取得明显的进展,相信不久的将来“心脏再生”不再是梦!
最后,回归影片,让我们最后再跟着狼叔,咆哮!
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[1]PossKD,WilsonLG,KeatingMT.Heartregenerationinzebrafish[J].Science,;():-.
[2]LaubeF,HeisterM,ScholzC,etal.Reprogrammingofnewtcardiomyocytesisinducedbytissueregeneration[J].JCellSci,;(Pt22):-.
[3]PorrelloER,MahmoudAI,SimpsonE,atel.Transientregenerativepotentialofheneonatalmouseheart[J].Science,;():-.
[4]BergmannO,ZdunekS,FelkerA,etal.Dynamicsofcellgenerationandturnoverinthehumanheart[J].Cell.;(7):–75.
[5]MollovaM,BersellK,WalshS,etal.Cardiomyocyteproliferationcontributestoheartgrowthinyounghumans[J].ProcNatlAcadSciUSA.;(4):–51.
[6]ZhongW,MaoS,TobisS,etal.HypertrophicgrowthincardiacmyocytesismediatedbyMycthroughacyclinD2-dependentpathway[J].EMBOJ.;25(16):–79.
[7]ChengRK,AsaiT,TangH,etal.CyclinA2inducescardiacregenerationaftermyocardialinfarctionandpreventsheartfailure[J].CircRes.;(12):–8.
[8]PuenteBN,KimuraW,MuralidharSA,etal.Theoxygen-richpostnatalenvironmentinducescardiomyocytecell-cyclearrestthroughDNAdamageresponse[J].Cell.;(3):–79.
[9]EulalioA,ManoM,DalFerroM,etal.FunctionalscreeningidentifiesmiRNAsinducingcardiacregeneration[J].Nature.;():–81.
[10]LiangD,LiJ,WuY,etal.miRNA-drivescardiomyocyteproliferationviatargetingJarid2.IntJCardiol[J].;:38–48.
[11]BolliR,ChughAR,D’AmarioD,etal.Cardiacstemcellsinpatientswithischaemiccardiomyopathy(SCIPIO):initialresultsofarandomisedphase1trial[J].Lancet,;():-.
[12]BenettiF,PenherreraE,MaldonadoT,etal.Directmyocardialimplantationofhumanfetalstemcellsinheartfailurepatients:long-termresults[J].HeartSurgForum,0;13(1):S31-S35.
[13]KaramJP,MuscariC,Montero-MeneiCN.Combiningadultstemcellsandpolymericdevicesfortissueengineeringininfarctedmyocardium[J].Biomaterials,;33(23):-.
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