2012年12月17日

发现新的心脏大发手游生长的来源

小鼠心脏大发手游核色泽鲜艳。 新生小鼠的心脏大发手游分裂中含有示踪剂,该示踪剂可见于大发手游核中。底部的色标显示示踪信号的强度,向右侧显示较高的强度。 Senyo等人,《自然》

在小鼠中进行的一项研究表明,新的心脏大发手游是由先前存在的心脏大发手游产生的,并且更新过程会随着年龄的增长而减慢。这些发现可能会改善患有心脏病的人的再生治疗。

心脏的肌肉大发手游称为心肌大发手游,并不容易自我补充。因此,受伤的心脏不容易修补。心脏病发作后,大量心肌大发手游死亡。这会危害心脏功能,并可能导致慢性心力衰竭甚至死亡。为了帮助治愈受损的心脏,科学家一直在寻找心脏中可以补充受损组织的一组大发手游。

最近的研究表明,人的心脏在其整个生命周期中都会产生新的心肌大发手游,但是人们仍在争论这些大发手游的产生频率和来源。研究心脏组织和大发手游更新率在技术上非常具有挑战性。一些研究表明,祖大发手游可以以相当高的速率产生新大发手游。其他工作表明,已有的心肌大发手游以相当低的速率分裂,从而产生新的大发手游。 

由布里格姆妇女医院和哈佛医学院的理查德·T·李博士领导的团队应用了新技术来研究小鼠的心脏大发手游再生。他们使用了一种称为多同位素成像质谱(MIMS)的技术。 MIMS可以检测非放射性稳定同位素示踪剂。与大多数其他示踪剂相比,这些示踪剂不会改变生化反应,并且对生物体无害。

科学家结合了一种稀有的氮稳定同位素,氮15(15N)进入胸苷-DNA的组成部分之一。当大发手游分裂时,[15N]胸苷被吸收并添加到新的DNA中。然后可以使用MIMS在大发手游核中看到它。这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)的部分支持,包括国家老龄研究所(NIA)和国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI)。这项研究于2012年12月5日在线发表于 性质.

为了研究不同年龄的大发手游更新,科学家们给了3组小鼠[15N]胸腺嘧啶核苷从第4天(新生儿)开始,持续10周(年轻人)或8个月(成年人),持续8周。为了区分哪种类型的大发手游产生了新的心肌大发手游,他们在用荧光标记基因工程化小鼠以标记心肌大发手游的小鼠中进行了类似的实验。

科学家发现,新的心脏大发手游是由既存的心肌大发手游而非祖大发手游产生的。他们估计,在正常,健康的情况下,年更新率不到1%。他们发现,大发手游再生的速度随着年龄的增长而下降。

接下来,该团队使用MIMS研究心脏病发作后的大发手游更新。在损伤后的8周内,大约3%的心脏大发手游在受伤部位附近的区域再生。但是,研究人员还指出,许多大发手游已被吸收 15N,但未完成大发手游分裂。

“我们的数据表明,成年心肌大发手游主要负责产生新的心肌大发手游,随着年龄的增长,我们失去了形成新的心脏大发手游的能力,” Lee说。 “这意味着,在大多数心脏病发作时,我们在后半生失去了重建心脏的潜力。如果我们能够弄清为什么会发生这种情况,那么我们也许可以释放一些心脏再生的潜力。”

— Miranda Hanson博士

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参考文献: 性质。 2012年12月5日。doi:10.1038 / nature11682。 [Epub提前发行]。 PMID:23222518。