211service.com
Hur fiskar växer nya hjärtan
Den lilla, anspråkslösa zebrafisken, som har blivit ett stall i biologiska laboratorier över hela världen, kan utföra en imponerande bedrift av regenerering - den tål att förlora 20 procent av en ventrikel, en kammare i hjärtat, och växa tillbaka inom en månad. Två nya studier publicerade i går i Natur visa att djuren växer tillbaka sina hjärtan genom att utlösa celldelning av vuxna hjärtmuskelceller snarare än via stamceller. Om forskare kan klarlägga den kemiska signalering som är involverad i processen, kan de kanske hitta sätt att stimulera hjärtreparation eller regenerering hos människor. Medan nyare forskning tyder på att mänskliga hjärtan har en begränsad kapacitet att generera nya celler, tenderar hjärtmuskeln att bilda ärr efter hjärtinfarkt snarare än frisk ny vävnad.
Zebrafiskar konstruerade för att få sina hjärtan att lysa rött. Kredit: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
Ett regenererande zebrafiskhjärta 14 dagar efter skadan. Hjärtmuskeln är märkt med grönt, DNA är blått och en markör för celldelning visas i rött. Kredit: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
Forskare i Barcelona och San Diego utvecklade zebrafisk vars hjärtmuskelceller lyser grönt. Efter att ha skurit bort 20 procent av fiskens ventrikel fann forskarna att de nya ersättningscellerna också glödde grönt, vilket tyder på att de uppstod från differentierade vuxna celler snarare än hjärtstamceller. Enligt ScienceNow ,
…Ytterligare experiment visade att kardiomyocyterna nära skadestället verkar ta ett steg bakåt i utvecklingen, lossna från varandra och förlora sin typiska form – förmodligen för att göra det möjligt för dem att börja dela sig igen när de fyller på den förlorade vävnaden.
Kredit: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
I en andra studie konstruerade forskare från North Carolina hjärtceller så att de lyser grönt när de uttrycker ett protein som är unikt för embryonala hjärtceller. En skada på ett djurs hjärta utlöste den gröna glöden i närliggande celler, vilket tyder på att de särskiljde sig som förberedelse för delning. Båda studierna publicerades i Natur .
Enligt en artikel i New York Times ,
Charles Murry, expert på hjärtcellsbiologi vid University of Washington i Seattle, sade de två rapporterna väckte den lockande frågan om varför mänskliga hjärtan inte kunde slutföra regenereringsprocessen. Även i mänskliga hjärtan, sa Dr. Murry, dedifferentierar muskelcellerna efter skada och fördubblar sitt DNA, en nödvändig föregångare till celldelning. Men de avslutar inte processen, av skäl som hittills är okända.
Att lära sig att övervinna det blocket kanske inte är så lätt, enligt Dr Murrys uppfattning. Det är frestande att säga 'Låt oss göra som naturen gör det', sa han, men vi vet inte hur naturen gör det. Några av de bästa molekylärbiologerna i världen har arbetat med detta i ett par decennier och det har inte spruckit ännu.