由悉尼大学、贝尔德研究所和悉尼皇家阿尔弗雷德王子医院专家主导的开创性工作首次发现，人类心肌细胞在心脏病发作后能够再生。这项发表于《循环研究》的研究，首次在人类中证实了心肌梗死（心脏病发作）后心肌细胞发生有丝分裂（细胞分裂和增殖）的过程（此前仅在老鼠中观察到）。通过分析在心脏搭桥手术期间从活体患者（“死前”样本，而非尸检组织）收集的心脏组织，研究人员发现，与健康组织相比，心肌梗死周围区域的心肌细胞有丝分裂增加了约30倍。虽然这种内源性再生不足以逆转心力衰竭，但它为开发旨在增强这种天然能力的再生疗法开辟了新途径。
研究背景：心脏再生能力的长期难题
- 心脏病发作可摧毁人类心脏中高达三分之一的细胞，导致瘢痕形成和心力衰竭。
- 目前，心力衰竭的唯一治愈方法是心脏移植，但由于供体稀缺，仅有极少数患者能接受移植（例如，在澳大利亚，约144,000名心力衰竭患者中每年仅进行约115例移植）。
- 此前已在多种动物模型（特别是新生小鼠心脏）中证明了心肌细胞再生的能力，但一直缺乏人类心脏中类似现象的证据。
核心发现：人类心肌梗死后的心肌细胞再生
| 研究方面 | 关键发现 | 意义 |
|---|---|---|
| 研究队列（新颖之处） | 从活体患者（在皇家阿尔弗雷德王子医院接受冠脉搭桥术）收集心脏组织（心肌梗死区域周围 vs. 健康区域）。 | 首次分析“死前”（而非尸检）人类心脏组织，能够进行功能性研究和细胞分裂的实时评估。 |
| 再生证据（有丝分裂） | 与健康区域相比，心肌梗死周围区域的心肌细胞有丝分裂（使用磷酸-组蛋白H3（PH3）和Aurora B激酶等标志物）增加了约30倍。 | 首次直接证实人类心肌细胞在心肌梗死后可分裂。 |
| 程度 | 虽然检测到有丝分裂，但其水平不足以完全再生受损组织（瘢痕组织仍存在）。 | 表明再生是一种天然的、但不足的反应，可通过治疗加以放大。 |
| 技术进展 | 建立了一个从活体组织生成人类心脏组织模型的平台。 | 实现了体外模拟和药物/基因筛选以增强再生能力。 |
| 蛋白质组学见解 | 鉴定出与小鼠心脏再生相关的蛋白质（现已显示在人类心脏组织中表达）。 | 为未来的药物开发提供了可靶向的蛋白质/通路。 |
对心脏再生医学的意义
| 策略 | 描述 | 当前状态 |
|---|---|---|
| 直接增强心肌细胞增殖 | 使用小分子、microRNA或基因治疗上调细胞周期调节因子（如细胞周期蛋白依赖性激酶，CDKs）以增加心肌细胞有丝分裂。 | 临床前（目前处于概念验证阶段）。 |
| 靶向鉴定出的蛋白质/通路 | 开发激活本研究鉴定出的再生相关蛋白质（如细胞周期调节因子）的药物。 | 早期发现阶段。 |
| 利用人类心脏组织模型进行药物筛选 | 使用从活体组织生成的人类心脏组织模型，高通量筛选能够增强心肌细胞增殖的化合物。 | 平台已建立，正在进行验证。 |
这项研究不仅首次提供了人类心脏再生的直接证据，还建立了一个强大的研究平台，为未来开发促进心脏修复的再生疗法奠定了基础。尽管目前内源性再生能力有限，但通过靶向鉴定出的分子通路，有望实现更有效的心脏修复，从而减少对心脏移植的依赖。