據美國《發(fā)現》月刊網站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胞，這可能導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)學中心的一個研究小組最近發(fā)現，斑馬魚可以使細胞和器官——甚至心臟——再生。

　　上述研究小組成員之一揚·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習。”容克和該研究團隊的負責人達妮埃拉·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》雜志上的研究說，研究人員利用單細胞分析和細胞譜系樹追蹤了斑馬魚心肌細胞的再生情況。

　　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，進而導致出現成纖維細胞——即結締組織細胞的結疤。

　　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非常相似。不過，人類的有關過程此時就會停止，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胞。”

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

　　在讓受損的人類心臟再生方面，結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胞可能是修復心臟的關鍵。

　　為了證明這一點，帕納科娃操縱基因，關閉了斑馬魚心臟中表達膠原蛋白12的成纖維細胞。這導致斑馬魚心臟未能再生。容克說，認為成纖維細胞幫助修復心臟是合理的。

　　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的技術創(chuàng)建了細胞譜系樹，從而確定了被激活的成纖維細胞的來源。2018年，容克所在的實驗室開發(fā)了LINNAEUS技術。該技術聚焦于基因傷疤來弄清楚每個細胞的起源，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。如果受傷后兩個細胞有著相同的條形碼序列，就意味著它們是相關的。”該新聞稿說，暫時被激活的成纖維細胞的兩個來源已經得以確定。一個在心臟的外層——心外膜，另一個在心臟的內層——心內膜。然而，膠原蛋白12細胞全是在心外膜中發(fā)現的。

　　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)領域相結合，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，研制幫助修復受損人類心臟的藥物將成為可能。