這里是科學美國人——60秒科學系列,我是克里斯托弗·因塔格里塔
收集籬蜥、小棕蝠、裸尾犰狳和幾十種其它動物的心臟——這聽起來像是女巫的藥方 。“因此,一開始我們曾試圖從動物園得到這些心臟樣本……但不幸的是這不太可行 。我們無法得到任何樣本,即使動物死亡,我們也拿不到心臟 。”
加州大學舊金山分校的發育生物學家黃果說到 。他表示,他們從自然歷史博物館的罐子里成功獲得了標本 。為何要進行這種生物尋寶游戲?黃果及其同事想檢查整個動物界心臟細胞中的染色體數量 。因為我們的心臟有種奇怪現象——人體細胞大多是二倍體細胞,即人體內有兩套分別來自父母的染色體 。但我們心臟細胞的大部分是多倍體,也就是說從父親或母親處遺傳到兩套或兩套以上的染色體 。
黃果及其團隊通過觀察這些心臟發現,從魚類到蜥蜴、兩棲動物、鴨嘴獸等過渡物種,直至哺乳動物,心臟中多倍體細胞的比例逐漸增加 。這一發現或許對我們很重要的原因是,最近對老鼠和斑馬魚進行的研究表明,像斑馬魚等擁有更多二倍體心臟細胞的動物,其心臟能再生和自我治愈 。而像老鼠和人類等擁有更多多倍體細胞的心臟,則不能再生和自愈 。
為什么心臟擁有更多多倍體細胞,再生的幾率反而減少了呢?“這真是一個價值連城的問題 。”但黃果的團隊發現的一個原因是:甲狀腺激素可能是罪魁禍首,甲狀腺激素是調節新陳代謝、使我們成為恒溫動物的激素 。因為當他們向斑馬魚魚缸中加入額外的甲狀腺激素時,斑馬魚的小心臟便不能再生了 。相反,當他們改變老鼠的基因,使其心臟對甲狀腺激素不敏感時,老鼠的心臟便可以受傷后再生 。
“當我們觀察由心臟的收縮能力來衡量的心臟功能時,我們發現心臟功能在受傷后會隨著時間的推移而改善,但對照組老鼠的心臟功能卻沒有改善 。”
這項研究結果發表在《科學》期刊上 。
那人類心臟能修復嗎?也許可以從控制甲狀腺激素水平開始 。“我們知道,僅僅控制甲狀腺激素可能不足以治愈心臟疾病,至少不能完全促進心臟再生 。如果我們能找出這一過程的其他主要因素,那我們的身體狀況可能會更好 。”
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