达拉斯-2020年2月20日-UT西南地区的研究人员领导的一项新研究表明，改变心脏细胞的能量消耗可以帮助心脏在死亡时再生。这一发现发表于2020年2月20日，《自然新陈代谢》。它可能为治疗各种伴有心肌损害的疾病(包括病毒、毒素、高血压或心脏病发作引起的心力衰竭)开辟新的途径。
UT西南的医学研究员赫尚萨德克(Hesham A .)解释说，目前治疗心力衰竭的药物——包括ACE抑制剂和受体阻滞剂——侧重于试图阻止心肌丢失的恶性循环，因为劳损进一步损害了剩余的心肌，导致更多的细胞死亡。医学博士，小弗雷德肖尔科夫，心脏病学。目前还没有心肌重建的治疗方法。
九年前，萨德克和他的同事发现，如果哺乳动物的心脏在生命的最初几天因心肌细胞分裂的刺激而受损(这些细胞负责心脏的收缩能力)，它们会再生。然而，这种能力在7天前完全丧失，这是一个突然的转折点，这些细胞的分裂速度急剧减慢。
随后的研究表明，再生能力的这种变化似乎至少部分是由于细胞线粒体产生的自由基被破坏，这些自由基为细胞提供能量。这些自由基破坏细胞的DNA。这种现象被称为DNA损伤，使它们停止分裂。
萨德克解释说，心肌细胞线粒体消耗能量的方式似乎促进了自由基产生的转化。虽然线粒体在子宫和出生时依赖葡萄糖，但它们在出生后的头几天会转化为脂肪酸，以利用母乳中这些能量密集型分子。
萨德克和他的同事想知道强迫线粒体继续消耗葡萄糖是否会阻碍DNA损伤，并扩大心脏细胞再生的窗口。为了验证这个想法，研究人员尝试了两个不同的实验。
首先，它们跟随老鼠幼崽，它们的母亲经过基因改造，生产低脂母乳，断奶后以低脂食物为食。研究人员发现，这些啮齿类动物的心脏比正常晚了几周，它们的心肌细胞继续表达与细胞分裂相关的基因，并且窗口时间比那些定期喂食母乳和松鼠的小鼠要长。然而，这种影响直到成年后才持续——他们的肝脏最终通过合成饮食中缺失的脂肪来弥补其不足，这大大降低了他们心脏的再生能力。
在第二个实验中，研究人员创造了转基因动物，其中研究人员可以删除一种叫做丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)的酶，这是心脏细胞线粒体消化脂肪酸所必需的。当研究人员提供一种药物来停止PDK4的产生时，即使在成年后，这些动物的心肌细胞也开始消耗葡萄糖而不是脂肪酸。研究人员模拟心脏病发作后，这些动物的心脏功能得到了改善，并伴有基因表达标记，表明它们的心肌细胞仍在积极分裂。
萨德克指出，这些发现提供了原则上的证据，证明心脏细胞再生的窗口可以通过控制心脏细胞线粒体消耗的能量来重新打开。
他说：“最终，有可能开发出可以改变心肌细胞饮食并使其再次分裂的药物，从而逆转心力衰竭，代表着真正的治愈。”
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