Herzmuskelzellen ändern Sie Ihre Energie-Quelle während der regeneration Herz

Herzmuskelzellen ändern Sie Ihre Energie-Quelle während der regeneration Herz

Forscher aus der Gruppe von Jeroen Bakkers am Hubrecht-Institut (KNAW) haben festgestellt, dass die Muskelzellen in den Herzen der zebrafische ändern Sie Ihren Stoffwechsel, die Art und Weise, in der Sie Energie erzeugen, während der Herz-regeneration. Im Gegensatz zum menschlichen Herzen, dem Zebrafisch-Herzen regenerieren kann nach einer Verletzung. Die Erforschung der Mechanismen der regeneration im Zebrafisch-Herzen kann helfen, besser zu verstehen, warum das menschliche Herz nicht regenerieren, und Wege finden, um zu stimulieren die regeneration nach einem Herzinfarkt bei Menschen in der Zukunft. Die Ergebnisse dieser Studie wurden veröffentlicht in der Fachzeitschrift eLife auf dem 4th.Februar.

Der Herzinfarkt ist eine häufige Todesursache in der westlichen Welt. Bei einem Herzinfarkt, Koronararterien kommen verdeckt werden, was zu einer Abnahme der Sauerstoff und Nährstoffe in die Herzmuskelzellen versorgt, die durch diese Arterie. Diese niedrigen Gehalt an essentiellen Nährstoffen führen zum Tod von Herzmuskelzellen, die ausgeglichen werden, die durch das Immunsystem und wird ersetzt durch eine permanente Narbe zu heilen die Verletzung. Die Narbe, obwohl gut für die Stabilisierung der Verletzten Herzen, ist dysfunktional und führt zu einem Verlust der kardialen Funktion der Patienten. Dies führt zu einer geringeren Lebensqualität der betroffenen Patienten und macht Sie eher zu sterben als Folge der Herzinsuffizienz.

Border zone

Während Säugetiere, wie Menschen, sind nicht in der Lage, um zu reparieren Ihre Herzen mit funktionalen Muskelzellen nach Verletzungen, einige andere Tierarten haben die Bemerkenswerte Fähigkeit, dies zu tun durch einen Prozess, der als regeneration. Eine dieser Arten ist der Zebrafisch. Da es keinen Stamm Zellen in das Herz könnte wieder aufzufüllen, die Herz-Muskel-Zellen, Zebrafisch eine alternative Strategie zur Wiederherstellung der Herzfunktion. Überlebenden Herzmuskelzellen in einer region, in der Nähe der Verletzungsstelle (der sogenannten Grenzzone) sind in der Lage, sich zu teilen und wieder zu bevölkern, den Verletzten Teil des Herzens mit der neue Muskel-Zellen, anstelle der zunächst gebildeten Narbe innerhalb von 3-6 Monaten nach der Verletzung. Wie Zebrafisch dies erreichen, bleibt weitgehend unbekannt, aber birgt ein großes Potenzial zu helfen, die Herzen der Menschen zu regenerieren nach einem Herzinfarkt.

Stoffwechsel

Erfahren Sie mehr über die zugrunde liegenden Prozesse für die erfolgreiche regeneration des Herzens im Zebrafisch, verwendeten die Forscher eine Technik namens einzelne Zelle RNA-Sequenzierung auf die Herz-Muskel-Zellen in der Grenzzone. Mit dieser Technik, Sie waren in der Lage zu untersuchen, die die Aktivität aller möglichen Gene in einzelnen Herzmuskel-Zellen in der Grenzzone. Die Aktivität der Gene, sagten die Forscher, die Prozesse in diesen einzelnen Zellen, die es Ihnen ermöglichen, sich zu teilen und erzeugen dadurch neue Herz-Muskel-Zellen. Die Forscher entdeckten, dass die Herz-Muskel-Zellen in der Grenzzone, die starten Division sind sehr ähnlich wie embryonale Herzmuskelzellen.

„Ein markanter Unterschied zwischen der Grenze der zone Herz-Muskel-Zellen und anderen Herz-Muskel-Zellen weiter Weg von der Verletzung war, dass Sie hatte sich völlig verändert Ihren Stoffwechsel“, sagt Hessel Honkoop (Hubrecht-Institut). Anstelle der Verwendung von Fettsäuren als Hauptenergiequelle, die Grenze der zone Herz-Muskel-Zellen beruhte, die auf Zucker, in einen Signalweg namens Glykolyse, um Energie zu produzieren und Bausteine für Ihre Zellteilung. Dieser Schalter in der Energie-Quelle erwies sich als sehr wichtig für die Herz-regeneration, da die Blockierung der Glykolyse stark beeinträchtigt die Fähigkeit der Herzmuskelzellen, zu teilen.

Sich teilenden Herzmuskelzellen

Um zu untersuchen, wie dieser Befund könnte letztlich dazu führen, die Vorteile für die Patienten die Forscher untersuchten die Mechanismen, die in diese wechseln im Stoffwechsel. Sie fanden heraus, dass ein Signalweg, in denen das Protein Nrg1 und ErbB2 beteiligt sind, auslösen können die metabolische switch während zebrafish Herz-regeneration. Die Erhöhung der Aktivität dieser Proteine stimuliert das Herz-Muskel-Zellen sich zu teilen sowohl in Zebrafisch und Mäusen, sogar ohne eine Verletzung im Herzen. Das bemerkten die Forscher, dass die erhöhte Zellteilung induziert durch Nrg1 und ErbB2 in Mäusen wurde begleitet von den gleichen metabolischen Schalter, die Sie in der Zebrafisch während der Herz-regeneration.