正常、健康的心肌可以被富含氧的血液很好地供给。但是德州大学西南医学中心的心脏学家发现,如果将小鼠置于极端缺氧的环境中却能使小鼠的心肌再生。
实验中,Hamon再生科学医学中心的研究人员逐渐降低小鼠生存环境空气中的氧含量,直到7%,这几乎是珠穆朗玛峰顶的氧气浓度。两周后,小鼠的心肌细胞(cardiomyocytes)开始分裂并生长。正常环境中,成年哺乳动物的心肌细胞不会再分裂。
这项发现发表在10月31日的《Nature》上(点击左下角阅读原文),它建立在多年的工作基础上。他们最初发现,新生哺乳动物的心肌细胞可以像皮肤自我修复那样再生。但是这种能力会在哺乳动物生长数周后快速消失,心肌细胞被浸润在充满氧气的环境中,会对其造成破坏。
Hesham Sadek博士说:“成年人心脏在心脏病发作后不能进行任何有意义的修复,这也是为什么心脏病危害如此之大。尽管违反直觉,但是我们发现,严重降低氧含量能够避免由氧造成的细胞破坏,并使细胞分裂重新进行,也就导致了心肌再生。”
在目前的研究中,研究人员在数周的时间内将氧的含量从正常的21%降低到7%,然后监测心脏的质量和功能。他们发现,氧的降低可以促进心肌细胞的增长并改善心脏功能。
研究人员尝试了氧浓度为10%的环境,但是并没有出现心肌再生。为了避免氧对细胞的破坏,氧的含量需要更低。
Benjamin Levine博士说:“这项工作表明,低氧的程度达到珠穆朗玛峰顶的氧气浓度能够逆转心脏疾病。”
Sadek博士说:“理论上,制造低氧环境不仅可以促进心肌修复,其他的器官也是如此。尽管处于这种低氧环境中会导致并发症,但是在受控的条件下人类是能容忍的。“