心脏为什么不能在成年期以后再生呢？科学家：主动拒绝

　　在人体脏器中，肝脏再生能力最大的——即使切除70%也能再生，可以进行生物体移植。

　　但是，作为人体的动力泵，心脏为什么不能在成年期以后再生呢？

　　最近，来自匹兹堡大学和匹兹堡大学医学中心的科学家们给出了意想不到的答案——为了自保而自行拒绝再生。

　　图|人类心脏示意图(来源：维基百科) )

　　他们发现，随着老鼠心脏细胞成熟，被称为核孔( nuclear pores )的沟通通道数量急剧减少。 这可能保护器官免受与压力相关的有害信号，例如高血压，但以阻止心脏细胞接收促进再生的信号为代价，即阻止成人心脏细胞再生。

　　相关研究论文以“changesinnuclearporenumberscontrolnuclearimportandstressresponseofmousehearts”为主题，发表在科学期刊Developmental Cell上。

　　(来源： Developmental Cell )

　　该论文的通讯作者、匹兹堡大学医学院儿科副教授Bernhard Khn说：“我们的研究解释了为什么成人心脏不能自我再生，却能产生新生老鼠和新生儿心脏。” "这些发现是对心脏如何随年龄增长而发展，如何应对压力的基本理解的重要进展. "

　　心脏是动物循环系统中血管内血液的肌肉器官，为机体提供氧气和养分，协助清除代谢废物，是动物体内最重要的器官之一。

　　如果人和动物的心脏出现问题，会对整个生物体产生不可逆的影响。

　　因此，了解心脏发育机制对心脏相关疾病的防治至关重要。

　　人类皮肤和其他许多组织在受伤后也能保持自我修复能力，但心脏不能。

　　在人类胚胎期和胎儿发育过程中，心脏细胞经过细胞分裂形成心肌。 但是，心脏细胞长大成熟后，就会进入不能再分裂的终点状态。

　　图|人心脏各部点名称。 (来源：维基百科)

　　为了进一步了解心脏细胞是如何以及为什么会随着年龄的增长而变化，研究小组观察了老鼠的核孔。 核孔是嵌入真核细胞核核膜的复合体，是核与细胞质之间物质交流的通道。

　　像高速公路的沥青一样，核膜是不渗透的保护层，具有保护细胞核的作用。 核孔就像道路上的检查井一样，是信息通过屏障进入核的通道。为此，研究小组应用超分辨显微镜观察并统计了小鼠心脏细胞或心肌细胞的核孔数量。

　　结果表明，在整个发育过程中，从平均1856个胎儿期细胞到平均1040个婴儿期细胞，再到平均678个成人细胞，核孔数量减少了63%。

　　图|心肌细胞在成熟过程中核孔数量减少。 (来源：这篇论文)

　　在以往的研究中，研究小组验证了在新生小鼠中表达量高，但随年龄增长而降低的名为Lamin b2的基因对心肌细胞再生的重要性。

　　此次研究发现，阻断小鼠Lamin b2表达会导致核孔数量减少。 核孔较少的小鼠，减少信号蛋白向细胞核的转运，降低基因表达，表明随年龄增加而减少的交流可能降低心肌细胞再生能力。

　　“这些发现表明，核孔的数量控制着进入核的信息通量。 Khn解释说，随着心脏细胞的成熟和核孔的减少，到达细胞核的信息越来越少。

　　在处理高血压等压力时，心肌细胞核接收修正基因通路的信号，重建心脏结构。 这种重建是心力衰竭的主要原因。

　　因此，研究小组试图利用高血压小鼠模型来理解核孔如何促进这一重建过程。

　　他们发现，小鼠经过改造表达更少的核孔后，参与不良心脏重塑的基因途径调节也更少。 而且这些小鼠的心脏功能和存活率也优于核孔多的小鼠。

　　由于这些原因，成人的心脏将无法再生。