為何人出生後就喪失了心臟再生能力？

魚能夠做到，兩棲動物能夠做到，但是為何我們人類不能夠做到？科學家們想知道為何人類心臟喪失再生能力，而其他的動物沒有。

在一篇評論文章中，來自英國帝國理工學院的研究人員提出人類心臟再生能力喪失可能歸因於人類心臟的發育方式。相關研究結果發表在2017年3月29日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為「Cardiac regeneration: All work and no repair?」。

這些研究人員解釋道，在出生後，嬰兒心臟中發生的機械變化和結構變化可能讓它「鎖定」在成熟的狀態。在子宮中，人能夠再生組織，但是一些其他的動物在出生後仍然保持再生丟失的肢體、尾巴和甚至它們的心臟的一部分的能力。

根據這些研究人員的說法，如果我們能夠逆轉在出生後不久人心臟中發生的一些機械變化，那麼我們可能能夠開啟它的再生能力，和找到更好的方法來治療心臟病和治癒受損的組織。

儘管大量的研究重點關注作為再生心臟關鍵因素的幹細胞，但是科學家們僅取得有限的成功。這些研究人員說，開啟心臟癒合能力的關鍵在於它的生物學特徵和它的物理結構之間的相互作用。

帝國理工學院國家心肺研究所（NHLI）的Nadia Rosenthal教授說，「就目前而言，這是一個相對未被探索的領域。人們的關注重點主要在於細胞生物學性質和分子信號，而不是這些特徵與心臟結構之間的深層關係。」

在這篇評論文章中，Rosenthal教授和NHLI研究員Teresa Kennedy-Lydon博士著重關注新生嬰兒和小鼠心臟發生的變化，這也是這種再生能力開始減退的關鍵時期。

心臟發育成熟

在子宮中，嬰兒依賴於媽媽的血液供應提供氧氣到他們的發育中的組織。他們微小的跳動心臟含有許多「分流器（shunt）」，即保持血液流動和繞過充滿液體的肺部的策略性通路。

然而，一旦嬰兒出生，開始呼吸，心臟就經歷重塑。隨著富含氧氣的血液從肺部流入，心臟中的血壓增加，這些「分流器」關閉，並且開始融合封閉。在小鼠中，同樣的過程在出生大約7天後就完成，從而提供一種較好的模型用於研究。

這些研究人員認為與這種血壓提高相關聯的物理變化和代謝變化（如心臟壁強化等）是心臟發育成熟的關鍵步驟。他們認為這些變化發生的時間是這種完全再生能力逐漸消失的時候。

在這篇評論文章中，這些研究人員引用了之前的研究：利用一種在體內協助泵血的外部泵降低心臟的工作負荷能夠在一定程度上逆轉心臟病發作後遭受的心肌損傷。

這些研究人員認為將這種「機械卸荷（mechanical unloading）」與其它的方法（如改變代謝通路，採用細胞療法等）結合在一起可能是啟動心臟再生能力的關鍵。

Rosenthal教授說，「調節這些內在的特徵很可能產生一種合適的環境用於心臟修復，如導入幹細胞，將它們定植到心臟中，或者促進現存的細胞再生，從而使得這些療法更加有效。所有療法都是基於反覆試錯，但是隨著我們了解得越多，我們發生的錯誤就越少。」

Kennedy-Lydon博士補充道，「我們嘗試著擴大這個研究領域的人們的考慮因素，而不只是依賴於發現特定類型的幹細胞用於修複目的。我們並不試圖讓任何人改變研究方向，開始研究心臟的機械卸荷，但是我們想要他們意識到機械負荷很可能在修復過程的某個節點上發揮著作用。」

原始出處：

Teresa Kennedy-Lydon, and Nadia Rosenthal. Cardiac regeneration: All work and no repair?. Science Translational Medicine, 29 Mar 2017, 9(383):eaad9019, doi:10.1126/scitranslmed.aad9019

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