在出生后不久，我們心臟的心肌細胞（Cardiomyocytes，CMs）的能量代謝從糖酵解轉向氧化代謝，導致線粒體穩(wěn)態(tài)、細胞結構和電生理特性等方面的重大重排。作為成熟程序的一部分，大多數心肌細胞在出生后早期終止細胞周期，并經歷肥大性生長，同時發(fā)生細胞-細胞和細胞-細胞外基質相互作用的變化。由于高代謝活性，心肌細胞的出生后成熟伴隨著氧化DNA損傷，這也為心肌細胞的***創(chuàng)造了天然屏障。

因此，人類在一出生后，心臟就幾乎完全喪失了再生能力。一旦發(fā)生心肌損傷，就會導致心臟功能的***性喪失。

而***近，來自馬克斯·普朗克心肺研究所的華人學者***證明，心肌細胞能量代謝的改變能夠使心臟再生。這項開創(chuàng)性科學突破，有望為心肌梗死等心臟病帶來全新治療方法。

這項重磅科學突破，近日以：Inhibition of fatty acid oxidation enables heart regeneration in adult mice 為題，發(fā)表于國際***學術期刊  Nature，論文通訊作者為德國馬克斯·普朗克心肺研究所的袁學軍研究員和Thomas Braun教授，***作者為 Li Xiang博士。

成年人心臟再生能力的喪失，主要是由于出生后心肌細胞***能力的喪失。這伴隨著心肌細胞能量代謝的根本變化——心肌細胞不再從糖中獲取能量（糖酵解），而是轉變成主要從脂肪中獲取能量（脂肪酸氧化）。這是因為脂肪酸氧化這種氧化代謝方式產生能量的效率更高。

而心臟能夠再生的動物主要通過糖酵解方式將糖類作為心肌細胞的“燃料”。實際上，人類心臟在發(fā)育早期階段也是主要使用糖酵解，只是在出生后轉向脂肪酸氧化。隨著出生后心臟的能量代謝方式的轉換，心肌細胞的許多基因的活性發(fā)生了變化，其細胞***活性也消失了。能量產生過程中的代謝物對調節(jié)基因活動的酶的活性發(fā)揮著重要作用。

論文共同通訊作者袁學軍表示，這種缺血-再灌注損傷模型可以與因冠狀動脈閉塞而心臟被放置支架的心臟病人相比較。而Cpt1b基因失活的效果令人印象深刻——心肌梗死后常見的疤痕在幾周后幾乎消失，小鼠的心肌收縮能力也幾乎恢復到了梗死前的水平。

研究團隊進一步破譯了這種再生能力背后的機制，在Cpt1b基因失活的小鼠心肌細胞中，研究團隊發(fā)現α-酮戊二酸（α-ketoglutarate，簡稱α-KG）的水平增加了20倍，這種高水平的代謝物導致KDM5酶活性的顯著增加。KDM5是一種組蛋白去甲基化酶，激活的KDM5使得驅動心肌細胞成熟的基因中的廣泛H3K4me3結構域的去甲基化，恢復這些基因的活性和表達。這些基因活動的變化導致心肌細胞變得不成熟，從而重新獲得再生能力。

基于上述結果，研究團隊得出結論——代謝成熟塑造了心肌細胞的表觀遺傳景觀，為進一步的細胞***創(chuàng)造了障礙，而逆轉這一過程可以讓恢復心肌細胞的再生能力，進而修復受損的心臟。

生物磁珠對細胞篩選的方法已日漸成熟，原理是將包被一抗的磁珠與細胞表面對應的分子特異性結合，或者將包被二抗的磁珠與已經與細胞表面分子特異性結合的一抗結合。磁珠攜帶與之結合的細胞吸附與分離柱或試管上，實現陽性細胞或陰性細胞的分離。洛陽吉恩特生物自主研發(fā)生產了各類生物磁珠，可以實現穩(wěn)定的實驗結果。