陈根：如何让“受伤”的心恢复生命？

文/陈根

伤心总是难免的。但是，心里的“伤疤”多了，却是容易致命的。据世界卫生组织的统计数据显示：心血管疾病，全球第一大致死疾病，同样是我国第一大死亡因素。每年有1800万人死于心血管疾病，占全球死亡总人数的30%以上。其中不少与心肌梗死有关，血凝块会阻止向心脏提供营养和氧气，缺血组织的心肌细胞走向死亡，基本上不能再生，最终引起心力衰竭而致死。

面对心血管疾病死亡率和发病率居高不下，科学家们是否能够用功能成熟的心肌细胞取代因坏死而失去的组织细胞，从而治愈患者呢？

面对修“心”疗法的瓶颈期，科学家从对斑马鱼心脏进行研究的工作中，找到了突破口。据荷兰Hubrecht研究所、乌得勒支大学医学中心的研究人员在国际顶尖期刊《科学》上发表的研究论文介绍，斑马鱼发生心肌受损后，幸存的心肌细胞能够重新分裂并产生更多的新细胞，加速心肌愈合，取代失去的心肌细胞。基本上，能在90天内完全恢复心脏功能。尤为重要的是，据研究发现，斑马鱼的这种修复过程可以应用于人类心肌细胞，有望开辟心血管疾病新疗法。

那么， 具体该如何将对斑马鱼的发现应用于人类心脏呢？对此，科学家们通过详细研究新形成的组织如何变化，开发了一种新技术，实现了在体外培养斑马鱼受损的心脏组织切片，同时对心肌细胞的钙活动进行活细胞成像。

研究人员观察到，心肌细胞分裂后，钙离子的流动模式会随着时间推移发生改变。具体来说，新分裂的细胞中，钙离子的活动与胚胎期的心肌细胞很相似；但随着时间的推移，心肌细胞的钙离子活动呈现为成熟细胞的模式。

心肌细胞如何调节钙离子进出对于控制心脏收缩非常关键，而且能由此判断细胞的成熟状态。心肌细胞是分裂还是进一步成熟，主要取决于心肌细胞中调节钙活动和兴奋-收缩耦联的结构，尤其是其中被称为LRRC10（富含亮氨酸重复蛋白10）的组成部分。LRRC10对于驱动心肌细胞成熟、防止心肌肥大非常重要。如果缺少LRRC10，心肌细胞会继续分裂并保持未成熟的状态。

参照LRRC10在斑马鱼心脏修复中的关键作用，研究者在实验室培养的人类心肌细胞中诱导了LRRC10的表达，结果发现，LRRC10也能改变这些细胞的钙处理，减少细胞分裂，并提高这些心肌细胞的成熟程度。基于此，修复受损心脏的一种潜在策略是在实验室中培育心肌细胞然后移植到受损心脏中。而针对解决实验室培育的心肌细胞可能不够成熟，整合到心脏中容易导致心律失常的问题，则可以利用LRRC10提高人类心肌细胞的成熟程度，将有利于改善移植后的成功率，还可以让体外模型更准确地模拟心脏，以便帮助筛选药物。