PNAS：心臟能夠再生嗎？答案是「YES」

研究團隊對一種小海葵（Starlet sea anemone）進行基因檢測（圖片來源：Whitney Lab for Marine Bioscience）

近期，《PNAS》期刊發表一篇題為「Antagonistic BMP–cWNT signaling in the cnidarian Nematostella vectensis reveals insight into the evolution of mesoderm」的文章，揭示了一個奇妙的發現：來自於佛羅里達大學的研究團隊在一種沒有心臟組織的海洋動物——海葵（Starlet sea anemone）的腸道細胞中發現了形成人類及其他動物心臟細胞的基因。

要知道，海葵是一種構造非常簡單的食肉動物，沒有骨骼、沒有大腦，是海洋中壽命最長的動物。它神奇的地方在於，即便被切割成多個片段，每一片依然能夠發育成新的個體。

為什麼海葵擁有如此強大的再生能力而人類心臟卻不能呢？Mark Martindale帶領團隊分析了海葵的「心臟基因」，發現這些基因互作時存在差異。研究人員推測正是因為這個特別的差異，海葵才擁有超級厲害的再生能力。

原腸胚（gastrulation）是後生動物進化出多樣性的關鍵，它允許動物胚胎形成不同的胚層和特定的分化。在胚胎髮育過程中，β-連環蛋白/Tcf和TGF-β骨形態形成蛋白（BMP）負責為兩側對稱動物的胚層發育提供關鍵的信號。但是，對於海葵（後生動物早期分支），研究人員發現，這一關鍵信號在其原腸胚形成時期提供不同的調控指標。

對於脊椎動物而言，這些心臟基因存在「鎖定環」（lockdown loops）效應，一旦這些基因表達，它們會告訴彼此一生都維持表達後的狀態。這意味著，基因中帶有鎖定環的動物無法再生出新的心臟組織或者已有的心臟細胞不能發揮其他功能。「這一特性能夠確保心臟細胞始終保持心臟細胞的性能。」 Martindale 表示道。

但是，在海葵的胚胎中，鎖定環並不存在。這一發現揭示一種機制：為什麼海葵表達心臟基因的腸道細胞可以生成其他類型的細胞，例如再生修復受損的身體。

這一研究支持一種觀點：大多數動物的肌肉細胞來源於具有吸收和收縮雙重功能的腸道組織（吸收和收縮）。雖然海葵腸道組織看起來並不像一顆跳動的心臟，但是它具備一個緩慢、有節奏的收縮性能，類似於人類的消化系統。

研究人員推測，首個動物肌肉細胞可能相當類似於心臟。「這些心臟基因存在了很長的時間，早於肌肉細胞的出現。」 Martindale表示。「如果我們能夠深入解析這些基因，未來我們或許能夠誘導肌肉細胞再生出多種細胞，包括心臟組織，那麼人類心臟再生有望成為可能。」

End

參考資料：Could humans ever regenerate a heart? A new study suggests the answer is yes

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！