心臓自身の収縮が、機能的な臓器へと発達する過程で生物学的なシグナルを提供していることが、先天性心疾患の解明につながる可能性のある画期的な発見として明らかになりました。フランシス・クリック研究所の研究者たちは、ヒトの心臓と多くの共通点を持つゼブラフィッシュの心臓を、先進的な4Dイメージング技術を用いて観察しました。その結果、心臓の筋構造であるトラベキュラエ（心筋梁）は、これまで考えられていた細胞分裂ではなく、近傍の細胞を呼び寄せることで成長することが判明しました。
重要な発見は、心臓の収縮が心筋細胞（心筋細胞）をより柔らかくするというフィードバックループです。これにより、心臓の部屋が拡張し、血液をより多く取り込む容量が増加します。このプロセスは成長のブレーキとしても機能し、心臓が最適なサイズに発達することを保証します。本研究の筆頭著者であるトビー・アンドリュース氏は、「私たちが発見しているのは、心臓は単にプログラムされているのではなく、生理学的なニーズに対して知的な適応性を示すということです」と述べています。この可塑性は、発生期の心臓病を理解する上で極めて重要です。
これらの洞察は、これらの自然な成長プロセスを模倣して損傷した心臓を修復するための新しい治療法の可能性を提供します。機械的な力が細胞の挙動にどのように影響するかを理解することで、科学者たちは健康的な心臓再生を促進する方法を開発できるかもしれません。クリック研究所の器官形態形成ラボの責任者であるラシュミ・プリヤ氏は、臨床的関連性を強調し、トラベキュラエ形成を理解することが、発生異常に根差した心臓病に取り組む上で不可欠であると指摘しています。英国心臓財団の資金提供を受けたこの研究は、基礎生物学とその人間への健康への影響を理解する上で、学際的な科学の力を示しています。それは、心臓を自身の形態と機能の能動的な建築家として再定義するものです。
この研究は、ゼブラフィッシュの心臓の発生を詳細に観察するために、先進的な光シート顕微鏡（LSFM）とカスタマイズされた計算解析を組み合わせた革新的なアプローチを採用しています。この技術により、細胞レベルでの心臓の微細構造と収縮機能の4次元（3D空間＋1次元時間）的な調査が可能になります。このアプローチは、心臓の発生や再生における機能的変化や局所的な力学を特徴づける上で、大きな可能性を秘めています。英国心臓財団は、このような研究に資金を提供しており、心血管疾患の理解と治療法の開発に貢献しています。