據(jù)美國《發(fā)現(xiàn)》月刊網(wǎng)站7月23日報道，如果有人心臟病發(fā)作，卻沒有得到及時治療，缺氧會給心肌細(xì)胞造成損傷，而它們就可能開始逐漸死亡。由于人類無法長出新的心肌細(xì)胞，這可能導(dǎo)致心臟上形成疤痕組織，從而降低心臟泵送血液的效率。然而，德國馬克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心的一個研究小組最近發(fā)現(xiàn)，斑馬魚可以使細(xì)胞和器官——甚至心臟——再生。

　　上述研究小組成員之一揚(yáng)·菲利普·容克在新聞稿中說：“我們想弄清楚這種小魚如何做到這一點，以及我們能否向它學(xué)習(xí)。”容克和該研究團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人達(dá)妮埃拉·帕納科娃模擬了斑馬魚心臟發(fā)生心肌梗塞的情形。這項發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)》雜志上的研究說，研究人員利用單細(xì)胞分析和細(xì)胞譜系樹追蹤了斑馬魚心肌細(xì)胞的再生情況。

　　在顯微鏡下，研究人員用冷針刺向斑馬魚的心臟。針頭對這個微小的心臟造成了直接損害，類似于人類的心臟病發(fā)作。針頭會引發(fā)炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)成纖維細(xì)胞——即結(jié)締組織細(xì)胞的結(jié)疤。

　　容克在新聞稿中說：“令人驚訝的是，人和斑馬魚對損傷的即時反應(yīng)非常相似。不過，人類的有關(guān)過程此時就會停止，而在斑馬魚身上，該過程得以繼續(xù)。它們形成了能夠收縮的新的心肌細(xì)胞。”

　　利用單細(xì)胞基因組學(xué)技術(shù)，該研究團(tuán)隊對這顆受損的心臟進(jìn)行了檢查，以尋找健康心臟中不存在的細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)了三種處于活化狀態(tài)的新型成纖維細(xì)胞。從外部看，這些成纖維細(xì)胞與其他成纖維細(xì)胞是相同的。然而，它們內(nèi)部含有幫助形成蛋白質(zhì)的額外基因。例如，膠原蛋白12會幫助修復(fù)結(jié)締組織。

　　在讓受損的人類心臟再生方面，結(jié)疤或纖維化通常是一種障礙。然而，受損斑馬魚心臟中的活性成纖維細(xì)胞可能是修復(fù)心臟的關(guān)鍵。

　　為了證明這一點，帕納科娃操縱基因，關(guān)閉了斑馬魚心臟中表達(dá)膠原蛋白12的成纖維細(xì)胞。這導(dǎo)致斑馬魚心臟未能再生。容克說，認(rèn)為成纖維細(xì)胞幫助修復(fù)心臟是合理的。

　　他在新聞稿中說：“畢竟，它們就是在受傷處形成的。”

　　研究人員通過一種叫做LINNAEUS的技術(shù)創(chuàng)建了細(xì)胞譜系樹，從而確定了被激活的成纖維細(xì)胞的來源。2018年，容克所在的實驗室開發(fā)了LINNAEUS技術(shù)。該技術(shù)聚焦于基因傷疤來弄清楚每個細(xì)胞的起源，這些基因傷疤會形成一種集體條形碼。

　　容克在新聞稿中解釋說：“我們利用CRISPR-Cas9基因剪刀創(chuàng)造了這種條形碼。如果受傷后兩個細(xì)胞有著相同的條形碼序列，就意味著它們是相關(guān)的。”該新聞稿說，暫時被激活的成纖維細(xì)胞的兩個來源已經(jīng)得以確定。一個在心臟的外層——心外膜，另一個在心臟的內(nèi)層——心內(nèi)膜。然而，膠原蛋白12細(xì)胞全是在心外膜中發(fā)現(xiàn)的。

　　容克、帕納科娃以及研究報告的其他作者都希望，通過將他們的專業(yè)領(lǐng)域相結(jié)合，能夠確定哺乳動物的心臟——比如大鼠和人類的心臟——是否缺少心臟再生所需的信號。有了這項研究，研制幫助修復(fù)受損人類心臟的藥物將成為可能。