在世界范围内，心脏病仍然是死亡的主要原因。一旦心脏组织受到损害，仅有的治疗大都难以奏效。哺乳动物的心脏实际上能够再生和修复损伤，但仅在出生前后的一段时间有这个能力。此后，这能力就消失了，并且似乎是永远。魏茨曼科学研究所进行的一项研究发现，新生儿心脏中的一种分子似乎控制了再生过程。

当注射到因脏病发作心脏受到损伤的成年小鼠心脏中时，这种分子——称为Agrin，似乎可以“解锁”再生过程，使心脏肌肉修复。这一研究结果发表在《Nature》杂志上，为修复受损心脏功能指出了新的研究方向。

牵头该项研究的Eldad Tzahor教授与魏茨曼研究所分子细胞生物学系的其他团队成员解释说，人心脏病发作后，愈合过程长且效率低。一旦受损，心肌细胞被瘢痕组织所取代，其无法收缩，因此不能参与泵送。这反过来又导致对剩余肌肉的压力并最终导致心脏衰竭。

一些脊椎动物的心脏再生能力可一直保持到成年。例如，鱼能有效地再生受损的心脏。进化树上的近亲——老鼠出生时有这种能力，但在一周后就失去了这种能力。这一周给Tzahor和他的实验室人员探索促进心脏的再生线索提供了一个时间窗。

秘密藏在心肌细胞之外

Tzahor和Bassat认为，部分秘密可能在心脏细胞本身之外——称之为细胞外基质或ECM的周围支持组织。许多细胞间的信息通过这一基质传递，而其他存储在其纤维结构中。因此，研究小组开始对新生小鼠和一周小鼠的ECM进行实验，清除所有细胞直到仅剩下周围的物质，然后观察当在心肌细胞培养基中加入ECM发生了什么。研究人员发现，不同于年纪较大小鼠的ECM，较年轻者的ECM可引起心肌细胞增殖。

筛选ECM蛋白确定了多个可调节这一反应的候选分子，Agrin为其中之一。已知Agrin在其他组织中的作用——尤其是在神经肌肉接头的作用，它有助于调节神经肌肉信号的传递。在小鼠心脏中，这种分子水平在生命的前7天快速下降，提示可能在心脏再生中发挥作用。研究人员然后将Agrin加入到细胞培基中并注意到它引起细胞分裂。

接下来，研究人员在心脏损伤小鼠模型中检测了Agrin，看它是否可以逆转损害。事实上他们发现，单次注射Agrin后，小鼠心脏几乎完全愈合，功能全面恢复，尽管科学家们惊奇的发现治疗去除对心脏功能的全部影响和完全再生需要一个月的时间。然而，在恢复期结束时，瘢痕组织急剧减少，取而代之的是可恢复心脏泵功能的活的心脏组织。

Agrin可引发一系列改变

总之，Tzahor推测，除外直接引起一定数量的心肌细胞再生，Agrin有时会影响心脏病引起的炎症和免疫反应、抑制纤维化或瘢痕的通路（其可导致心衰）。但恢复过程的时间仍然是一个谜，因为Agrin在注射后的几天内从身体内消失。他表示，显然这一分子集引发了一连串的事件。我们发现，它与心肌细胞上一个尚未研究的受体结合——接近于胚胎，释放启动细胞分裂的信号。对心脏缺乏Agrin的基因工程小鼠的实验也支持这一想法：因缺乏Agrin，新生小鼠在心脏组织损伤后不能正常再生。因为没有Agrin的其他功能小鼠无法生存，这给进行实验造成了挑战。

除外其他事项，本研究结果强调了ECM在指导心脏生长和促进再生中的作用，这一见解可能有助于进一步设计生物医学研究。

（环球医学编辑：贾朝娟 ）

原文链接：Young at heart: Restoring cardiac function with a matrix molecule
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/06/170606095033.htm
 

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