新生儿具有独特的修复心脏的能力,这得益于其特殊的免疫细胞。这些细胞产生一种关键分子——血栓素,它能促进心脏再生,而成年人的心脏在这方面则面临困难。
研究表明,新生儿的免疫细胞通过产生血栓素来再生心肌组织。模仿这一过程可能彻底改变成年人心脏病发作后的恢复。
- 动物实验表明,免疫系统在不同年龄段对心脏损伤的反应有所不同。
- 在新生儿中,免疫细胞识别并清除死亡细胞,触发生物活性脂质的释放,从而促进心脏再生。
- 这些发现可能导致开发出“重新编程”成人免疫系统的治疗方法,以改善心脏愈合。
为什么新生儿可以自愈,而成年人不行
新生儿在心脏并发症方面具有一种成年人缺乏的优势——即再生心肌组织的能力。他们正在发育的免疫系统帮助修复损伤,而在成年人中,心脏损伤通常会导致瘢痕组织形成,增加心力衰竭的风险。
一项由西北大学医学中心(Northwestern Medicine)进行的动物实验研究揭示了免疫系统在不同年龄段对心脏损伤的不同反应。该研究重点关注巨噬细胞(一种参与组织修复的免疫细胞),以及它们在心脏病发作后在新生儿和成年人之间的功能差异。
该研究将于今天(2月11日)发表在《免疫》(Immunity)杂志上。
“通过模仿血栓素的效果,我们或许有一天可以改善成年人心脏病发作后的心肌修复。”
——康纳·兰茨(Connor Lantz)
潜在的修复重编程路径
“了解为什么新生儿可以再生心脏,而成年人不能,将为开发能够‘重新编程’成人巨噬细胞的治疗方法打开大门。”该研究的第一作者和共同通讯作者、西北大学范伯格医学院综合移植中心生物信息学核心的首席科学家康纳·兰茨表示。
在新生儿中,巨噬细胞执行一种称为吞噬作用的过程,识别并吞噬死亡细胞。这一过程触发了一种称为血栓素的生物活性脂质的产生,信号传递给附近的心肌细胞分裂,从而使心脏再生受损的心肌。研究表明,在成年人中,巨噬细胞产生的血栓素较少,导致修复信号较弱。
“通过模仿血栓素的效果,我们或许有一天可以改善成年人心脏病发作后的心肌修复。”兰茨说。
研究方法
该研究考察了不同年龄段小鼠(包括1天大的新生小鼠和8周大的成年小鼠)的免疫系统对心脏损伤的反应。研究人员发现,新生小鼠的巨噬细胞由于MerTK受体表达增加,吞噬死亡细胞的能力增强。因此,当科学家阻断这一关键受体时,新生小鼠失去了再生心脏的能力,类似于成年小鼠心脏病发作后的情况。
心脏再生的关键?
新生小鼠的巨噬细胞吞噬死亡细胞触发了一系列化学反应,产生了一种名为血栓素A2的分子,意外地刺激心肌细胞增殖并修复损伤。此外,新生小鼠附近的肌细胞对血栓素A2作出反应,改变代谢以支持生长和愈合。但在成年人中,这一过程并不相同——受伤后,他们的巨噬细胞未能产生足够的血栓素A2,限制了他们再生心肌组织的能力。
参考文献:“早期吞噬作用指导巨噬细胞花生四烯酸代谢用于组织再生”,作者:康纳·兰茨(Connor Lantz)、阿曼达·贝克(Amanda Becker)、马修·德伯格(Matthew DeBerge)、梅洛迪·菲利普(Mallory Filipp)、克里斯托弗·格林顿(Kristofor Glinton)、阿帕尔纳·阿南塔克拉希南(Aparnaa Ananthakrishnan)、杰西卡·乌班奇斯基(Jessica Urbanczyk)、麦德琳·塞特林(Madeline Cetlin)、阿夫南·阿尔扎姆鲁恩(Afnan Alzamroon)、艾哈迈德·阿卜杜勒-拉蒂夫(Ahmed Abdel-Latif)、马修·斯派特(Matthew Spite)、吉·智东(Zhi-Dong Ge)和爱德华·B·索普(Edward B. Thorp),2025年2月11日,《免疫》,DOI: 10.1016/j.immuni.2024.11.018。
西北大学范伯格医学院实验病理学教授爱德华·B·索普(Edward B. Thorp)是该研究的共同通讯作者。
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