在胚胎发育过程中，转录因子Ajuba负责调控心脏中的干细胞活性。先天性心脏病在新生儿中并不少见，这是因为心脏发育是一个既复杂又容易出错的过程。德国马克斯·普朗克心肺研究所的科学家发现了在心脏干细胞功能调控中起核心作用的一个关键分子——Ajuba。这一发现不仅有望预防先天性心脏病，还可能为刺激成人受损心脏再生提供新的治疗策略。该研究发表于《Developmental Cell》杂志。

心脏从细胞形成是一个漫长的过程，心脏干细胞通过细胞分裂逐步发育成心室、心房、心脏瓣膜和冠状动脉等结构。在这一过程中，干细胞和前体细胞需要经历精密调控的细胞分裂、迁移、分化和特化。心脏发育完成后，干细胞活性被关闭。

德国马克斯·普朗克心肺研究所的科学家发现了心脏发育主要阶段的调节机制。他们寻找与转录因子Isl1结合的分子，Isl1是特殊心脏干细胞（Isl1+细胞）所特有的。研究人员偶然发现转录因子Ajuba与Isl1结合，Ajuba属于LIM蛋白家族。研究团队随后详细研究了这两种分子的相互作用，并得出结论：Ajuba是一个重要的开关。该研究所心脏细胞谱系起源研究组领导者Gergana Dobreva表示：“我们随后对这两种分子的相互作用进行了详细研究，并得出了结论，即Ajuba是一个重要的开关。”

斑马鱼是胚胎发育研究的理想模型，研究人员通过斑马鱼模型研究上述心脏发育开关的作用。他们建立了缺乏Ajuba蛋白功能的基因工程斑马鱼模型，发现这些Ajuba缺陷型斑马鱼的心脏发育严重受阻。除了心轴扭曲导致心脏变形外，最令科学家惊讶的是Ajuba缺陷型斑马鱼与正常斑马鱼心脏大小的差异。Dobreva说：“我们在几乎所有的Ajuba缺陷型斑马鱼中观察到心脏显著增大。如果没有Ajuba，很明显没有其他开关能最终沉默Isl1控制的心脏发育。”

进一步研究发现，心脏增大是由于心肌细胞数量显著增加造成的。原因是Isl1+细胞（心肌前体细胞）的数量自心脏发育早期阶段就开始明显增加。Ajuba是控制干细胞活性的决定性因素：它结合Isl1，从而阻断其刺激效应。

这项研究具有潜在的应用价值。Dobreva评论道：“一旦了解了心脏发育的调控，就能更了解先天性心脏病的发病原因，并研发相应的治疗手段。”该研究还能帮助修复成人的受损心脏：“一种方式是在体外优化干细胞生产替代细胞或人工生产干细胞。在这些细胞中沉默Ajuba能激发它们发育成为有功能的心肌细胞，从而为患者提供足够的替代细胞进行治疗。”另一种方式是通过沉默Ajuba在受损心脏中刺激干细胞活性，促使心脏再生。研究人员正在进一步检验这些方法的可行性。