心脏是怀孕期间形成的第一个器官,它为发育中的胚胎提供氧气和营养。 (来源:Thinkstock 图片) 一项针对小鼠的新研究表明,人类心脏最早可能在受孕后 16 天开始跳动,这一发现可能有助于了解和预防随着胎儿发育而出现的心脏病。
英国牛津大学的研究人员观察了正在发育的小鼠心脏,发现在心脏发育的早期阶段,一旦形成心脏新月体,肌肉就开始收缩。在小鼠中,这个新月在受孕后 7.5 天形成,这相当于人类胚胎中的第 16 天。以前,人们认为心脏在一个阶段后开始收缩,此时心脏呈线性管状。
180 名新生儿中至少有 1 人被诊断出患有先天性心脏病,这相当于英国每年约有 4,000 名婴儿或每天 12 名婴儿。研究人员希望通过更多地了解心脏在子宫中的形成方式,他们有一天能够预防胎儿发育时出现的心脏病。
通过向小鼠胚胎内的钙分子添加荧光标记物,该团队能够看到钙在哪个时间点告诉我们的心肌细胞收缩,然后变得足够协调以产生心跳。研究小组还发现,这种跳动的开始对于心脏早期正常发育至关重要,并且一种称为 NCX1 的蛋白质在产生产生心脏跳动所需的钙信号方面起着关键作用。
心脏是怀孕期间形成的第一个器官,对于为发育中的胚胎提供氧气和营养至关重要。哺乳动物物种之间的心脏发育过程是高度保守的,这意味着这些发现可能会大大增加我们对人类心脏如何发育的理解。
牛津大学领导这项研究的 Paul Riley 说,我们正试图更好地了解心脏是如何发育的,以及最终导致出生前子宫内心脏缺陷的原因,并推断出成熟的心脏修复。
Riley 说,通过了解心脏最初如何开始跳动以及心脏发育过程中如何出现问题,我们离预防怀孕期间发生心脏病又近了一步。
研究人员希望这些发现能让他们更接近于能够在心脏病发作后修复受损的肌肉。修复心脏的主要困难之一是新细胞需要与现有组织连接并同步它们的跳动。
就像制作折纸一样,如果没有正确的指令集,制作具有正确形式和功能的心脏甚至部分心脏会变得更加困难。通过了解心脏首次开始跳动的方式和时间,该团队发现了一些“指令”,可以帮助他们在实验室中将干细胞转化为功能齐全的心脏细胞。该研究发表在 eLife 杂志上。