Сердечно-сосудистые заболевания — одна из основных причин смерти в развитом мире. Во время сердечного приступа многие клетки сердечной мышцы умирают, и сердце теряет способность эффективно работать. Ключом к восстановлению утраченной функции сердца после травм является лучшее понимание физиологического обновления мышечных клеток, но из-за технических проблем это было сложно.В исследовании, опубликованном ранее в этом году в журнале Cell, возглавляемом доктором Олафом Бергманном и профессором Йонасом Фризеном из отдела клеточной и молекулярной биологии Каролинского института, было показано, что сердце человека генерирует большинство клеток сердечной мышцы в раннем детстве, и что их количество составляет уже определяется в перинатальном периоде.
Однако оспаривается, применимы ли эти результаты к сердцу мышей, которое является важной моделью для изучения сердечных заболеваний.В этом новом исследовании ученые показали, что сердце мыши генерирует значительное количество мышечных клеток в раннем возрасте, как и сердце человека.
Генерация новых клеток сердечной мышцы ограничивается неонатальным периодом и сопровождается двумя волнами синтеза ДНК, которые не приводят к делению клеток в течение второй и третьей постнатальной недели.«Другими словами, после неонатального периода большинство мышечных клеток теряют способность делиться, но не синтезировать ДНК.
Это приводит к тому, что клетки получают разное количество генетического материала», — говорит Олаф Бергманн, возглавлявший недавнее исследование. «После третьей постнатальной недели синтез ДНК практически не обнаруживается, а рост сердца мышей происходит в основном за счет увеличения размера мышечных клеток».Чтобы изучить образование клеток сердечной мышцы, исследовательская группа использовала комбинацию методов. Одним из таких методов был усовершенствованный метод обнаружения деления клеток с использованием нерадиоактивного, нетоксичного стабильного изотопа азота-15, который давали животным и который остается в клеточной ДНК вновь созданных клеток.
Это было объединено с методом оценки общего количества клеток, чтобы можно было изучить потенциал роста. Таким образом, это исследование показало, что образование клеток сердечной мышцы ограничивается неонатальным периодом и не продолжается у молодых животных.
«Следующий шаг — понять, почему большинство клеток сердечной мышцы перестают делиться так рано», — говорит Олаф Бергманн. «Наша цель — помочь взрослому сердцу генерировать новые мышечные клетки, чтобы заменить утраченную сердечную ткань после травм».