血液流动的变化促使心脏细胞再生

一项新的研究表明，在斑马鱼体内，由心脏损伤引起的血流改变开启了一个交流级联，该级联可以重新编程心脏细胞，并导致心脏再生eLife．

研究结果揭示了重要的信号通路心斑马鱼的再生也存在于哺乳动物中，这为科学家找到修复器官的新方法提供了见解心脏病在未来。

被称为心肌细胞的心肌细胞保持着自我重组的能力，并改变自己的命运，以应对心脏损伤。尽管已知一些信号信号提示参与了这种再生活动，但尚不清楚心脏损伤如何在这些途径上启动心脏细胞重编程。

“最近的研究表明，生物力学力产生的血流动可以通过调节细胞信号来促进心脏发育，”该研究的主要作者曼纽尔Gálvez-Santisteban解释道，他是美国加州大学圣地亚哥分校的博士后科学家。“我们想进一步探索这一点，看看心脏损伤期间血流改变引起的机械力是否也会激活这些信号通路，以控制心脏细胞的重编程和再生。”

研究小组首先研究了心脏损伤如何影响斑马鱼体内一种名为Notch的重要心脏发育分子的信号传递。他们发现，损伤诱导的Notch活性在受伤后24小时达到峰值，但随着心脏再生而减弱，因此在96小时后恢复正常。然而，如果Notch被阻断，这就会阻止心脏细胞的生长，并阻止心脏前体细胞重新编程并成熟为可以取代受损细胞的细胞。

“开放注释。该页上的当前注释计数为0。接下来，他们探索了心脏损伤是否会改变血液流动力，进而控制损伤诱导的Notch信号。Klf2a是一种对血流变化做出反应的分子，并以此开启某些基因。在受伤心脏血流中断最严重的区域，他们发现Klf2a的水平增加了。此外，他们发现Klf2a的水平与Notch的水平重叠。

进一步的实验表明，trpv4(一种已知能“感知”血液流动变化并能开启klf2a基因的分子)发生突变时，会导致驱动心脏细胞生长的基因数量减少细胞成熟以取代受损组织。此外，研究小组发现，血液流动的变化通过另外两种分子BMP和Erbb2控制心脏细胞的重编程和生长。由于这些分子对哺乳动物的心脏再生很重要，在斑马鱼身上观察到的变化可能也适用于包括人类在内的其他生物。

“我们的研究结果显示了心脏是如何感知和适应的环境变化加州大学圣地亚哥分校医学教授、资深作者Neil Chi总结道。“现在需要进一步的研究来探索是否血液流动这些力量可能会影响哺乳动物，如老鼠，并揭示新的机制，使我们朝着能够再生人类心脏的方向迈出一步。”