为什么新生儿能够修复心脏,巨噬细胞是关键

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:AAAS

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  西北大学费恩伯格医学院领导的一项新研究表明,巨噬细胞在新生儿和成年人的心脏修复过程中存在关键差异。这项研究阐明了与年龄相关的再生机制。

  

患有心脏并发症的新生儿可以依靠他们的免疫系统来再生心脏组织,但成年人就没那么幸运了。心脏病发作后,大多数成年人很难再生出健康的心脏组织,导致疤痕组织堆积,并常常引发心力衰竭。

西北大学费恩伯格医学院领导的一项新研究表明,巨噬细胞在新生儿和成年人的心脏修复过程中存在关键差异。这项研究阐明了与年龄相关的再生机制。

这篇题为“Early-age efferocytosis directs macrophage arachidonic acid metabolism for tissue regeneration”的论文于2月11日发表在《Immunity》杂志上。

费恩伯格医学院综合移植中心的生物信息学核心首席科学家Connor Lantz表示:“了解为什么新生儿可以再生他们的心脏,而成年人不能,这将为开发治疗方法对巨噬细胞进行‘重编程’打开大门。”

在新生儿体内,巨噬细胞会执行一个称为胞葬(efferocytosis)的过程,它识别并吞噬濒死的细胞。

研究发现,这一过程触发了一种生物活性脂质的产生,也就是血栓素(thromboxane),它向附近的心肌细胞发出分裂的信号,让心脏能够再生受损的心肌。在成年人体内,巨噬细胞产生的血栓素较少,导致修复信号减弱。

“通过模拟血栓素的作用,我们也许有一天能改善成年人心脏病发作后的组织修复,”Lantz谈道。

这项研究分析了不同年龄小鼠的免疫系统对心脏损伤的反应,包括新生小鼠(1天大)和成年小鼠(8周大)。

研究人员发现,由于MerTK(识别凋亡细胞的受体)表达增加,新生小鼠的巨噬细胞吞噬濒死细胞的能力也增强了。因此,当科学家阻断这个关键受体时,新生小鼠失去了心脏再生的能力,就像成年人心脏一样。

他们还发现,新生的巨噬细胞吞噬濒死细胞引发了一种化学连锁反应,产生了血栓素A2分子,这种分子出乎意料地刺激心肌细胞增殖并修复损伤。此外,附近的心肌细胞会对血栓素A2做出反应,进而改变它们的代谢,以支持自身的生长和愈合。

不过在成年小鼠中,这个过程并不是以同样的方式进行的——在受伤后,它们的巨噬细胞不能产生足够的血栓素A2,从而限制了再生心脏组织的能力。


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