eLife的一项新研究表明，心脏损伤引起的血流改变会导致通信级联重新编程心脏细胞并导致斑马鱼心脏再生。
研究结果揭示了斑马鱼心脏再生的重要信号通路，这些通路也存在于哺乳动物体内，提供的见解有助于科学家在未来心脏病发作后找到修复器官的新方法。
称为心肌细胞的心肌细胞坚持自我重编程的能力，并改变他们对心脏损伤的命运。虽然已知几种信号提示参与这种再生活动，但尚不清楚心脏损伤如何在这些途径上开启以启动心脏细胞重编程。
“最近的研究表明，血液流动产生的生物力学因素可以通过调节细胞信号传导促进心脏发育，”主要作者ManuelGálvez-Santisteban解释说，他是加利福尼亚大学圣地亚哥分校(加州大学圣地亚哥分校)的博士后科学家。“我们希望通过观察在心脏损伤期间由血流改变引起的机械力是否也激活这些信号通路以控制心脏细胞重编程和再生来进一步探索这一点。”
该团队首先研究了心脏损伤如何影响斑马鱼中一种名为Notch的重要心脏发育分子的信号传导。他们发现损伤诱导的Notch活性在损伤后24小时达到峰值，但随着心脏再生而减弱，因此在96小时后它恢复正常。然而，如果Notch被阻断，这可以防止心脏细胞生长并阻止心脏前体细胞重编程并成熟为可以替代受损细胞的细胞。
接下来，他们探讨了心脏损伤是否会改变血流力，从而控制伤害引起的Notch信号传导。Klf2a是一种响应血流变化的分子，可以响应某些基因。在心脏受损最严重的血流区域，他们发现Klf2a水平增加。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，当突变时，Trpv4--一种已知'感知'血流变化的分子并且可以打开Klf2a的基因 - 导致减少数量的基因驱动心脏细胞生长，更少的细胞成熟以取代受损的组织。此外，研究小组发现，血流量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非常重要，因此斑马鱼中观察到的变化也可能适用于其他生物，包括人类。
“我们的研究结果表明心脏是如何感知和适应性地响应由损伤引起的环境变化，并提供洞察流动介导的机制如何调节心脏细胞重编程和心脏再生，”资深作者，加州大学圣地亚哥分校医学教授Neil Chi总结道。 。“现在需要进一步的研究来探索血流力量是否会影响小鼠等哺乳动物，并揭示可能让我们朝着能够再生人类心脏迈出一步的新机制。”
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