这里是科学美国人——60秒科学系列,我是克里斯托弗·因塔格里塔
收集篱蜥、小棕蝠、裸尾犰狳和几十种其它动物的心脏——这听起来像是女巫的药方 。“因此,一开始我们曾试图从动物园得到这些心脏样本……但不幸的是这不太可行 。我们无法得到任何样本,即使动物死亡,我们也拿不到心脏 。”
加州大学旧金山分校的发育生物学家黄果说到 。他表示,他们从自然历史博物馆的罐子里成功获得了标本 。为何要进行这种生物寻宝游戏?黄果及其同事想检查整个动物界心脏细胞中的染色体数量 。因为我们的心脏有种奇怪现象——人体细胞大多是二倍体细胞,即人体内有两套分别来自父母的染色体 。但我们心脏细胞的大部分是多倍体,也就是说从父亲或母亲处遗传到两套或两套以上的染色体 。
黄果及其团队通过观察这些心脏发现,从鱼类到蜥蜴、两栖动物、鸭嘴兽等过渡物种,直至哺乳动物,心脏中多倍体细胞的比例逐渐增加 。这一发现或许对我们很重要的原因是,最近对老鼠和斑马鱼进行的研究表明,像斑马鱼等拥有更多二倍体心脏细胞的动物,其心脏能再生和自我治愈 。而像老鼠和人类等拥有更多多倍体细胞的心脏,则不能再生和自愈 。
为什么心脏拥有更多多倍体细胞,再生的几率反而减少了呢?“这真是一个价值连城的问题 。”但黄果的团队发现的一个原因是:甲状腺激素可能是罪魁祸首,甲状腺激素是调节新陈代谢、使我们成为恒温动物的激素 。因为当他们向斑马鱼鱼缸中加入额外的甲状腺激素时,斑马鱼的小心脏便不能再生了 。相反,当他们改变老鼠的基因,使其心脏对甲状腺激素不敏感时,老鼠的心脏便可以受伤后再生 。
“当我们观察由心脏的收缩能力来衡量的心脏功能时,我们发现心脏功能在受伤后会随着时间的推移而改善,但对照组老鼠的心脏功能却没有改善 。”
这项研究结果发表在《科学》期刊上 。
那人类心脏能修复吗?也许可以从控制甲状腺激素水平开始 。“我们知道,仅仅控制甲状腺激素可能不足以治愈心脏疾病,至少不能完全促进心脏再生 。如果我们能找出这一过程的其他主要因素,那我们的身体状况可能会更好 。”
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