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由于心脏的自我修复能力有限
，诸如心脏病之类的心血管疾病是天下规模内导致殒命的主要缘故原由。与人类差别
，斑马鱼具有从心脏损伤中恢复的特殊能力。在一项新的研究中
，荷兰胡布勒支研究所的Jeroen Bakkers及其研究团队使用斑马鱼来剖析它在心脏再生方面的乐成。他们发明了一种新的机制
，该机制作为一种开关
，在这种心脏再生历程中推动心肌细胞走向成熟。

主要的是
，这种机制在进化上是守旧的
，由于它对小鼠和人类心肌细胞的影响很是相似。这一研究效果批注
，研究斑马鱼的自然心脏再生历程并将这些发明应用于人类心肌细胞
，可能有助于开发针对心血管疾病的新疗法。相关研究效果揭晓在2023年5月19日的Science期刊上
，论文问题为“Interplay between calcium and sarcomeres directs cardiomyocyte maturation during regeneration”。

据预计
，每年有1800万人死于心血管疾病。其中的许多殒命与心脏病爆发有关。在这样的事务中
，血凝块阻止了对心脏部分区域的营养物和氧气的供应。效果
，心脏壅闭区域中的心肌细胞殒命
，最终导致心力衰竭。只管保存控制症状的治疗要领
，但没有任何治疗要领能够用功效性的、成熟的心肌细胞取代失去的心脏组织从而治愈患者。

使用斑马鱼作为一种研究模子

与人类差别
，诸如斑马鱼之类的一些物种可以再生它们的心脏。在受损后的90天内
，它们完全恢复心脏功效。幸存的心肌细胞能够破碎并爆发更多的心肌细胞。这一奇异的功效为斑马鱼的心脏提供了新组织的泉源
，以取代失去的心肌细胞。以前的研究乐成地确定了可以刺激心肌细胞破碎的因素。然而
，新形成的心肌细胞之后会爆发什么
，以前还没有研究过。

论文第一作者Phong Nguyen诠释说
，“现在还不清晰这些细胞怎样阻止破碎并成熟到足以维持正常的心脏功效。我们感应疑心的是
，在斑马鱼的心脏中
，新形成的组织自然成熟并且毫无问题地融入现有的心脏组织。”

LRRC10驱动成熟

为了详细研究新形成的组织的成熟
，这些作者开发了一种手艺
，将受伤的斑马鱼心脏的厚片在体外作育。这使他们能够对心肌细胞中钙离子的运动举行活细胞成像。钙离子收支心肌细胞的调理关于控制心脏缩短很主要
，并能展望心肌细胞的成熟度。他们发明
，心肌细胞破碎后
，钙离子的运动随着时间的推移而爆发改变。

Nguyen说
，“新破碎的心肌细胞中的钙离子运动最初与胚胎心肌细胞很是相似
，但随着时间的推移
，心肌细胞泛起出成熟型的钙离子运动。我们发明作为一种资助心肌细胞内钙离子运动的结构
，心脏二联体（cardiac dyad）
，特殊是其中的一个组成部分---LRRC10
，在决定心肌细胞是破碎照旧成熟的历程中起着至关主要的作用。缺乏LRRC10的心肌细胞继续破碎并坚持不可熟。”

从斑马鱼到人类

在Nguyen和他的同事们确定了LRRC10在阻止细胞破碎和启动斑马鱼心肌细胞成熟方面的主要性后
，他们继续测试他们的发明是否可以转化到哺乳动物身上。为此
，他们在小鼠和实验室作育的人类心肌细胞中诱导了LRRC10的表达。

图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.abo6718。

令人震惊的是
，LRRC10改变了钙离子处置惩罚
，镌汰了细胞破碎
，并增添了这些细胞的成熟度
，其方法与在斑马鱼心脏中视察到的情形类似。Nguyen说
，“视察到从斑马鱼身上学到的履历是可以转化的
，这令人激动
，由于这为LRRC10在针对患者开发的新疗法中的使用提供了新的可能性。”

临床影响

这些研究效果批注
，LRRC10有可能通过控制心肌细胞中的钙离子处置惩罚来进一步推动心肌细胞的成熟。这可能有助于那些试图通过将实验室作育的心肌细胞移植到受损心脏中来解决哺乳动物心脏缺乏再生能力的科学家们。虽然这种潜在的疗法很有希望
，可是研究效果显示
，这些实验室作育的心肌细胞仍然不可熟
，不可与心脏的其他部分正常相同
，导致称为心律失常的异常心脏缩短。

Bakkers说“虽然需要更多的研究来准确确定这些实验室作育的心肌细胞在用LRRC10处置惩罚后的成熟水平
，但成熟水平的增添可能会改善它们在移植后的整合。别的
，现在的心脏疾病模子往往是基于实验室作育的不可熟的心肌细胞。在实验室发明的有希望的候选药物中
，有90%未能进入临床
，这些细胞的不可熟性可能是造成这种低乐成率的一个因素。腾博会官网效果批注
，LRRC10也可能提高这些模子的相关性。”

因此
，LRRC10可能对爆发实验室作育的心肌细胞做出主要孝顺
，这些心肌细胞可以更准确地代表典范的成年人心脏
，从而提高开发乐成的心血管疾病新疗法的时机。

参考资料：

Phong D. Nguyen et al. Interplay between calcium and sarcomeres directs cardiomyocyte maturation during regeneration. Science, 2023, doi:10.1126/science.abo6718.