最新研究发现了一种可能的方式，可以防止心脏病发作后长时间的瘢痕和心力衰竭。麻省总医院（MGH）的一项近期研究，隶属于麻省总医院布莱根医疗系统（MGB），确定了一个关键步骤，帮助人类心脏在心脏病发作后再生。该研究比较了斑马鱼和小鼠受损心脏中瘢痕组织的形成，可能为逆转对哺乳动物心脏有害的永久性瘢痕打开了新的钥匙。研究结果现已发布在《自然通讯》上。
首席作者Eman A. Akam-Baxter博士，MGH心血管研究中心的研究员和哈佛医学院的医学讲师评论道：“我们成为第一批直接比较并展示斑马鱼与哺乳动物之间瘢痕组织形成显著不同的研究者。我们研究的结果表明，可能存在一种新的靶点，用于逆转心肌梗死后的瘢痕，这在之前并未被证明。”
当心肌梗死发生时，会导致大量心脏细胞的死亡。为了修复损伤，身体会替换受损和死亡的细胞。瘢痕是心脏受伤后愈合过程中的正常部分。它们帮助最初保持心脏完整，但随着时间推移，它们可能使心脏有效泵血变得更加困难。这可能导致永久性损伤，因为当心脏过度工作时，瘢痕组织会扩展。
与其他哺乳动物不同，斑马鱼具有在心脏受伤后完全去除瘢痕组织的独特能力。这使得新的心肌细胞能够再生并完全重新生长出健康的心脏。研究人员一直在研究斑马鱼的特性，希望找到将这种再生能力应用于人类心脏的方法。论文的高级作者David Sosnovik博士解释说，他们研究了斑马鱼心脏中的心肌细胞和免疫细胞，以理解这一现象。他还提到，之前的研究并没有对斑马鱼中的胶原瘢痕的性质进行表征，但有了Akam-Baxter博士在合成和分析化学方面的专业知识，他们能够从一个新的角度处理这个问题。
到目前为止，无法通过成像检查小斑马鱼心脏中的瘢痕组织形成。为了做到这一点，研究人员开发了一种名为TMR-O的分子成像探针，使他们能够观察到过程的细节。研究的重点是斑马鱼和小鼠模型中心脏损伤后的瘢痕形成。瘢痕组织主要由胶原蛋白组成，这是一种形成长链并结合在一起以创建瘢痕组织结构的蛋白质。胶原蛋白分子结合的过程被称为交联。研究人员设计了一个探针，能够附着在交联胶原蛋白的每一个结合点，产生荧光反应。Akam-Baxter解释道，交联胶原蛋白可以被视为一张由长蛋白链相互连接组成的网络，就像握手一样。研究人员长期以来认为，胶原交联的程度决定了瘢痕是永久性的还是可以被吸收的。然而，当MGH的研究人员测试这一理论时，他们发现斑马鱼和小鼠在心脏损伤后交联的数量是相似的，但交联的类型不同。在小鼠的心脏中，胶原交联高度成熟，形成的结构无法被身体的抗纤维化酶分解。相反，斑马鱼的交联则比较松散。Akam-Baxter说：“斑马鱼心脏中的连接保持在一种可以被分解的幼稚化学形式，从而使得纤维瘢痕可以被吸收，并被再生的心肌细胞取代。”
研究人员还证明，小鼠心脏中形成的连接是由于胶原链的化学改变（赖氨酸羟基化），而这种改变在斑马鱼心脏中不会以同样程度发生。这个改变是由一种叫做赖氨酸羟化酶2的酶进行的；这种酶与其他器官中纤维化引起的永久性瘢痕相关。
Akam-Baxter表示：“没有人探讨在心脏病发作的情况下阻断这种酶的影响。”她的团队目前正在研究抑制这种酶是否能够有效防止心脏在心脏病发作后形成永久性瘢痕。此外，研究人员还将考察在其他器官中逆转瘢痕组织的可能性。
Akam-Baxter解释说：“心脏病发作后，因瘢痕形成导致的死亡人数和心力衰竭的程度令人震惊。此外，纤维疾病导致的死亡人数也相当可观。如果我们能够识别出逆转多个器官瘢痕组织的共同因素，这可能会导致开创性的治疗。”在MGH进行的研究是高度多学科的，这得益于独特的研究环境。Martinos生物医学成像中心心血管成像项目的主任Sosnovik博士表示，来自心血管研究中心、成像创新研究所和Martinos生物医学成像中心的研究人员都贡献了不同的技能，使他们能够共同解决这一具有挑战性的科学问题。
