心跳本身指导心肌生长：新研究揭示心脏发育内在机制

一项突破性研究表明，心脏自身的收缩活动产生的生物信号能够引导心肌的生长和发育，最终形成一个功能完善的器官。这项由英国弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的研究人员在斑马鱼模型上进行的开创性工作，为理解先天性心脏缺陷的成因提供了新的视角，并可能为修复受损心脏开辟新的治疗途径。

研究人员利用先进的4D成像技术观察了斑马鱼的心脏。斑马鱼的心脏在结构和遗传特征上与人类心脏有许多相似之处，但其透明的特性使得研究人员能够以前所未有的细节实时观察心脏的发育过程。他们发现，心脏肌肉结构，即所谓的“小梁”（trabeculae），其生长并非如先前所认为的那样通过细胞分裂，而是通过招募邻近的细胞来构建。这一发现颠覆了传统的认知，揭示了心脏在发育过程中一种更为动态和适应性的生长模式。研究中的一个关键发现是一个反馈回路：心脏的收缩活动会使其细胞（心肌细胞）变得更“柔软”，从而允许心腔扩张，增加其充血能力。同时，这一过程也充当了生长“刹车”，确保心脏发育到最佳尺寸。正如研究的第一作者Toby Andrews所言：“我们正在发现的是，心脏并非仅仅是预先编程好的，而是能够根据生理需求展现出智能适应性。”这种可塑性对于理解发育性心脏疾病至关重要。

弗朗西斯·克里克研究所器官形态发生实验室负责人Rashmi Priya强调了这项研究的临床相关性。她指出，理解小梁的形成对于攻克源于发育异常的心脏疾病至关重要。这项由英国心脏基金会（British Heart Foundation）资助的研究，展示了跨学科科学在理解基础生物学及其对人类健康影响方面的强大力量。它重新定义了心脏，将其视为自身形态和功能的主动塑造者。这项研究的成果发表在《发育细胞》（Developmental Cell）杂志上，为心脏发育的复杂机制提供了深刻的见解。通过揭示机械力如何影响细胞行为，科学家们有望开发出促进健康心脏再生的新方法。例如，有研究表明，斑马鱼在心脏损伤后能够进行再生，这与人类心脏的再生能力形成鲜明对比，为研究人类心脏修复提供了宝贵的模型。英国心脏基金会作为英国最大的独立心脏和循环研究资助机构，持续投入巨资支持此类前沿研究，以期在未来找到治疗心脏疾病的新方法。例如，该基金会已向牛津大学提供了500万英镑的资助，用于支持其世界一流的心血管疾病研究，包括开发人工智能工具来分析临床和影像数据，以识别新的心血管疾病机制。