科学家揭开婴儿心脏自愈之谜
科学家发现新生儿免疫细胞通过产生血栓素修复心脏,成年人则形成疤痕。模拟新生儿的修复机制有望革新成人心脏病恢复治疗。
新生儿拥有一种成年人所不具备的优势——再生心脏组织的能力。他们发育中的免疫系统有助于修复损伤,而成年人,心脏损伤通常会导致疤痕组织形成,增加心力衰竭的风险。
西北医学的一项新研究,在实验动物身上进行,揭示了不同年龄段免疫系统对心脏损伤反应的关键差异。该研究重点关注巨噬细胞,一种参与组织修复的免疫细胞,以及它们在新生儿和成年人心脏病发作后的功能差异。
这项研究于今日(2月11日)发表在《免疫》杂志上。
“通过模拟血栓素的作用,我们或许有一天可以改善成年人心脏病发作后的组织修复。”Connor Lantz说道。
重新编程愈合的潜在途径
“了解为什么新生儿可以再生心脏而成年人不能,将为开发可以‘重新编程’成年巨噬细胞的治疗方法打开大门,”第一作者兼共同通讯作者 Connor Lantz 说,他是西北大学范伯格医学院综合移植中心生物信息学核心的首席科学家。
研究发现,在新生儿中,巨噬细胞执行一个称为胞吞作用的过程,即识别并吞噬垂死的细胞。这个过程会触发一种名为血栓素的生物活性脂质的产生,向附近的心肌细胞发出分裂的信号,从而使心脏再生受损的心肌。在成年人中,巨噬细胞产生的血栓素要少得多,导致修复信号较弱。
“通过模拟血栓素的作用,我们或许有一天可以改善成年人心脏病发作后的组织修复,”Lantz 说。
研究如何进行
该研究检查了不同年龄的小鼠(包括新生小鼠(一天大)和成年小鼠(八周大))的免疫系统如何对心脏损伤做出反应。研究人员发现,由于 MerTK(一种识别垂死细胞的受体)的表达增加,新生小鼠巨噬细胞吞噬垂死细胞的能力增强。因此,当科学家们阻断这个关键受体时,新生小鼠失去了再生心脏的能力,类似于成年人心脏病发作后的心脏。
心脏再生的关键
研究发现,新生儿巨噬细胞吞噬垂死细胞会引发化学链式反应,产生一种名为血栓素 A2 的分子,出人意料地刺激心肌细胞繁殖并修复损伤。此外,新生儿附近的心肌细胞已经准备好对血栓素 A2 做出反应,引导它们改变新陈代谢以支持其生长和愈合。但是,在成年人中,这个过程的运作方式不同——受伤后,他们的巨噬细胞不会产生足够的血栓素 A2,限制了他们再生心脏组织的能力。
本文译自 scitechdaily,由 BALI 编辑发布。