魚(yú)基因是修復(fù)受損心臟的關(guān)鍵
墨西哥四魚(yú)可以在受損后修復(fù)它的心臟 - 這是研究人員多年來(lái)一直努力在人類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在,英國(guó)心臟基金會(huì)(BHF)在Cell Reports上發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明,一種名為lrrc10的基因可能是這種魚(yú)非凡能力的關(guān)鍵。
大約150萬(wàn)年前,生活在墨西哥北部河流中的四魚(yú)(Astyanax Mexicanus)被季節(jié)性洪水定期沖入洞穴。隨著時(shí)間的推移,洪水變得不那么頻繁并最終停止。這為同一物種的不同成員創(chuàng)造了完美的環(huán)境,以適應(yīng)和發(fā)展以適應(yīng)他們不同的棲息地 - 河流和洞穴。
直到今天,仍然生活在墨西哥河流中的地表魚(yú)仍然保留了修復(fù)心臟組織的能力。然而,在一個(gè)叫做Pachón的特殊洞穴中的魚(yú)類(lèi)失去了這種驚人的能力。他們也失去了顏色和能力,沒(méi)有任何特質(zhì)可以讓他們?cè)谛录业挠篮愫诎抵蝎@得任何優(yōu)勢(shì)。
牛津大學(xué)的Mathilda Mommersteeg博士和她的團(tuán)隊(duì)將河魚(yú)的遺傳密碼與盲洞魚(yú)的遺傳密碼進(jìn)行了比較,以發(fā)現(xiàn)心臟修復(fù)所需的特殊機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)基因組的三個(gè)區(qū)域與魚(yú)類(lèi)修復(fù)心臟的能力有關(guān)。
研究人員還比較了心臟損傷后河流中基因與洞穴魚(yú)類(lèi)的活動(dòng)。兩種基因,lrrc10和caveolin,在河魚(yú)中更加活躍,可能是讓河魚(yú)修復(fù)它們的心臟的關(guān)鍵。
Lrrc10已經(jīng)與人們稱(chēng)為擴(kuò)張型心肌病(DCM)的心臟病有關(guān)。對(duì)小鼠的研究先前已經(jīng)表明,該基因參與心臟細(xì)胞與每次心跳收縮的方式。
研究人員繼續(xù)研究這種基因在斑馬魚(yú)中的作用,斑馬魚(yú)是另一種具有治愈自身心臟能力的魚(yú)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)滅活斑馬魚(yú)中的lrrc10基因時(shí),他們發(fā)現(xiàn)魚(yú)不再完全修復(fù)它們的心臟。
英國(guó)成千上萬(wàn)的人通常因心臟病發(fā)作而患有衰弱的心力衰竭。在心臟病發(fā)作期間,心臟被剝奪氧氣導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡并被瘢痕組織取代。這可以阻止心肌收縮,降低心臟泵血的能力。
患有心力衰竭的人無(wú)法再生受損的心臟,而且通常唯一的治療方法是心臟移植。研究人員希望通過(guò)揭開(kāi)這些非凡魚(yú)類(lèi)的秘密,我們終有一天能夠以同樣的方式治愈人類(lèi)的心靈。
英國(guó)心臟基金會(huì)助理醫(yī)學(xué)主任Metin Avkiran教授說(shuō):“這些非凡的研究結(jié)果表明,從自然界豐富的織錦中學(xué)到的東西還有多少。特別有趣的是,河魚(yú)能夠重建它的心臟??赡苁怯捎谝种瓢毯坌纬傻哪芰?。我們現(xiàn)在需要確定我們是否可以利用類(lèi)似的機(jī)制來(lái)修復(fù)受損的人類(lèi)心臟。
“在過(guò)去的20年中,心力衰竭的存活率幾乎沒(méi)有變化,預(yù)期壽命比許多癌癥更差。迫切需要突破以緩解這種可怕?tīng)顩r造成的破壞。”
負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的牛津大學(xué)發(fā)育與再生醫(yī)學(xué)副教授Mathilda Mommersteeg博士說(shuō):“直到現(xiàn)在,真正的挑戰(zhàn)是將魚(yú)的心臟損傷和修復(fù)與我們?cè)谌祟?lèi)身上看到的結(jié)果進(jìn)行比較。但是通過(guò)觀察河魚(yú)和洞穴魚(yú)并排,我們已經(jīng)能夠分開(kāi)負(fù)責(zé)心臟再生的基因。
“心臟衰竭是一種殘酷和衰弱的疾病,全英國(guó)有超過(guò)50萬(wàn)人生活在這里。這是早期的事情,但我們對(duì)這些非凡的魚(yú)類(lèi)以及改變心臟受損人群生活的潛力感到非常興奮。”
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