2009年4月13日

心脏细胞在整个生命周期中生长

心肌细胞的图像 心肌的电子显微镜照片。 惠康图像。

研究人员发现,人的心脏在其整个生命周期中都会继续产生新的细胞。这一发现可能会导致创造新的疗法,以促进心脏病患者等心脏病患者的再生。

科学家长期以来一直认为,心脏,大脑和胰腺等器官在发育后无法产生新的细胞。该理论主要基于这些器官因疾病或受伤而受损后恢复的能力有限。此外,原发性心脏肿瘤非常罕见,提示人心脏内细胞生长受限。但是,尚未直接测量心脏中细胞的增殖速率。

瑞典卡罗林斯卡研究所的科学家和加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的布鲁斯·布赫霍尔茨博士已经开发出解决这一问题的创新方法。他们的方法是基于观察到人体细胞中含有碳14的“时间戳”。

直到冷战时期,碳14的大气浓度一直相对稳定,当时1950年代末至1960年代初对核武器的地面测试导致了全球激增。这增加了当时生活在地球上每个人的DNA中的碳14含量。由于禁止进行地上测试,因此大气中的碳14量(因此并入新电池的量)逐渐减少。现在,科学家们可以通过测量其碳14的浓度来查明何时创建了一个细胞。

在这项新研究中,研究人员在美国国家卫生研究院国家研究资源中心(NCRR)支持的LLNL国家生物医学促进剂质谱国家资源中心对心肌细胞(心肌细胞)的DNA进行了碳14分析。组织样本是从核弹试验开始前22岁出生的人那里获得的。

研究人员在 科学 2009年4月3日,样本的碳14水平表明人心脏中的细胞已成年。接下来,科学家们通过测量1950年代测试前后出生的人的碳14 DNA分布图,确定了心脏细胞随时间的生长速率。 Carbon-14数据的数学模型显示,一个50岁的心脏仍然含有其出生时一半以上的细胞,但是随着时间的流逝,其周转会变慢。在一年的过程中,一个25岁的心脏会替换掉其所有心肌细胞的1%,而一个75岁的心脏会替换掉大约5%。

这些发现增加了以下可能性:如果心脏病发作后心脏产生更多的心肌细胞,则可以开发出增强该过程并可能逆转心脏损害的技术。

Buchholz解释说:“与目前的临床治疗相比,心肌细胞再生的优势在于可以修复。”心脏病发作会产生永远无法正常运作的疤痕组织。如果可以用新细胞刺激心脏以修复损伤,则心脏病发作的恢复可能会大大改善。”

—由南希·范·普罗伊(Nancy Van Prooyen)

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