心脏再生:科学家们解开了自然最深的秘密之一

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信用:CC0公共领域

心脏病发作患者的长期圣杯是一种再生健康的新组织的方法,但重建受伤心脏所需的基本建筑块仍然难以实现 - 直到现在。

德克萨斯大学西南大学的科学家已经解开了潜在的心在目前已知唯一哺乳动物的哺乳动物中,受伤后重新生成一部分心脏:新生儿小鼠。

这些新生儿长期以来持有秘诀,以再生约15%的心室组织,这是出生后七天大约七天的搬家窗口中发生的能力。一旦那个窗口关闭,成熟和老鼠永远失去了再生受伤地区的能力。

该研究正在大学的监禁科学和医学中心进行,科学家已经制定了一系列关于心脏再生的突破表现。与另一个美国团队合作,2011年的德克萨斯州的研究人员在世界上首先宣布动物实际上能够引起大量的心脏组织。小鼠通过再生新的心肌细胞,负责健康器官的有效收缩力的细胞重新启动他们的心脏。

现在,在一个新的发展中,科学家们已经精确定位了基因,其蛋白质产品和级联细胞,包括来自免疫系统的巨噬细胞,参与再生过程。团队成员说,前进可以提供食谱,以帮助疾病有助于生病的人心灵。

“我们的工作提供了新生儿小鼠心脏再生的详细分子蓝图,代表了富含基因的丰富资源,这些资源可能促进面对伤害的心脏修复,”赵先生王先生的最新研究报告称发表在这件事中国家科学院的诉讼程序

王说,调查很重要,因为潜在的人类应用的影响。

心脏病是全世界死亡的主要原因,一旦损坏,收缩细胞不会再生。在心脏病发作中,成年人类心脏可能会失去超过10亿心肌细胞,因为细胞是不增殖的,这意味着它们不补充自己。王说,心肌细胞的丧失导致心脏收缩力减少,疤痕形成和心力衰竭。

相比之下,新生儿小鼠心脏可以有效地再生健康组织,使器官以后有效地运作。王说,由于再生成分“经历结构和功能成熟”,这些动物失去了寿命后的能力。

“新生儿心脏在出生后的第一周经历了快速发展,再生时间窗口,”埃里克奥尔森博士的研究员王说。

“我们展示了在这个时间窗口中,涉及心脏发育的基因是有效的,但是当心脏离开这次窗口时,它们很快衰减。这表明新生心脏在心脏再生过程中利用这种瞬态发育基因计划,”他说。

换句话说,生命的黄金时间内的受伤的小鼠心脏在前几天可以再生心脏组织,因为动物仍然保留“胚胎心源性基因计划”,在七天后不可挽回地出现。

虽然可以修补和皮肤,头发和数百万个细胞不断替换,除了肝脏以外的人体器官可以再生。在这种能力之外,人类之间的另一种值得注意的再生形式是一些非常幼儿的能力,如果钉子在伤害后钉子保持完整,那些再生意手指的尖端。其他物种也具有再生的戏剧性力量:鲨鱼不断取代他们的杀手牙齿;蜘蛛可以取代丢失的腿,蜥蜴重现大多数或所有切断的尾巴。墨西哥蝾螈,称为腋下,可以壮观地再生四肢和器官。

王某和同事们已经开发出了关于哺乳动物心脏再生的最深层数据目录,尽管新生鼠的微小器官。在他们的研究中,他们研究了对动物的转录组的研究 - 小鼠基因组中所有信使RNA的总和。他们还分析了在真核细胞核中发现的蛋白质,其有助于DNA的包装。

“新生儿心脏的转录组是整个MRNA的集合,”王说。“这些MRNA将来自DNA的遗传信息携带到蛋白质的直接合成。通过研究转录组,我们能够直接鉴定心脏再生期间表达的基因。”

“组蛋白是与DNA相关的蛋白质,以形成染色质,”他加入染色体的生物材料。他说,组蛋白,如转录omes,对参与受伤心脏再生的分子环境有影响。

王某和他的团队在比较七天期间比较再生和非再生小鼠心脏时发出了额外的发现。他们发现持续伤害的再生心中出现了独特的免疫反应。

最突出的是被称为CCL24的因子的释放,由巨噬细胞释放,促进再生。再生期间也存在是RNA结合蛋白IGF2BP3。

“我们已经确定了CCL24和IGFBP3,如前是心肌细胞增殖的先前无表调整调节剂,这可能具有潜在的治疗意义,”王说。

“通过向该领域提供这一资源,我们希望它能够进入新生儿心脏再生的机制,并导致鉴定人类更多的治疗目标疾病,“他说。


进一步探索

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更多信息:Zhaoning Wang等人。通过转录组和组蛋白改性分析显示新生儿心脏再生的机械基础,国家科学院的诉讼程序(2019)。DOI:10.1073 / PNAS.1905824116

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引文:心脏再生:科学家解开自然的最深秘密之一(2019年,9月5日)从//www.puressens.com/news/2019-09-heart-regeneration-scientss-uncloak-nature.html中检索到2021年5月21日
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