改变心脏细胞的饮食可以帮助它们再生

德克萨斯大学西南分校的研究人员领导的一项新研究表明，改变心脏细胞的能量消耗可以帮助细胞死亡时心脏再生。这项发现发表在2020年2月20日，自然的新陈代谢这项研究为治疗心肌损伤的各种疾病开辟了全新的途径，包括由病毒、毒素、高血压或心脏病发作引起的心力衰竭。

目前的药物治疗心脏衰竭-包括ACE抑制剂和β-受体阻滞药-集中在试图阻止一个恶性循环心肌德克萨斯大学西南医学研究员Hesham A. Sadek医学博士，J. Fred Schoellkopf, Jr.心脏病学主席解释说，由于紧张而损失进一步损害剩余的心肌，导致更多的细胞死亡。目前还没有重建心肌的治疗方法。

9年前，萨德克和他的同事们发现，哺乳动物的心脏如果在生命的最初几天受到损伤，可以再生，这是由心肌细胞的分裂所刺激的，心肌细胞负责心脏的收缩力。然而，这种能力在7天大时就完全丧失了，这是一个突然的转折点，这些细胞的分裂急剧减缓。

随后的研究表明，这种再生能力的改变，至少在一定程度上，似乎是由被称为线粒体的细胞器产生的破坏自由基造成的，线粒体为细胞提供动力。这些自由基破坏细胞的DNA，这种现象被称为DNA损伤，这会促使细胞停止分裂。

Sadek解释说，自由基产生的转变似乎是由心肌细胞中线粒体消耗能量的变化所刺激的。虽然线粒体在子宫内和出生时依赖葡萄糖，但它们会切换到脂肪酸在出生后的日子里利用这些能量密集的分子母乳．

萨德克和他的同事们想知道，迫使线粒体继续消耗葡萄糖是否会阻止DNA损伤，进而延长心脏细胞再生的窗口。为了验证这一想法，研究人员进行了两项不同的实验。

在第一项研究中，他们跟踪研究了经过基因改造的母鼠幼崽，这些母鼠能产低脂母乳，断奶后吃低脂食物。研究人员发现，这些啮齿动物的心脏保持再生能力的时间比正常时间晚了几周，它们的心肌细胞继续表达与细胞分裂相关的基因的时间明显长于那些喂食常规母乳和食物的啮齿动物。然而，这种影响并没有持续到成年——他们的肝脏最终通过合成他们饮食中缺失的脂肪来弥补缺陷，这大大降低了他们心脏的寿命。再生能力．

在第二个实验中，研究人员创造了转基因动物，研究人员可以删除一种被称为丙酮酸脱氢酶激酶4 (PDK4)的酶，这种酶是心脏细胞线粒体消化脂肪酸所必需的。当研究人员提供一种药物来关闭PDK4的产生时，即使在成年期，动物的心肌细胞也会转而消耗葡萄糖而不是脂肪酸。研究人员模拟了心脏病，这些动物的心脏功能有所改善，同时伴随着基因表达中的标记，表明它们的心肌细胞仍在积极分裂。

萨德克指出，这些发现提供了原理证明，通过控制心肌细胞线粒体消耗能量，有可能重新打开心脏细胞再生的窗口。

“最终，”他说，“也许有可能开发出改变心肌细胞进食的药物，使它们再次分裂，逆转心力衰竭，代表着真正的治愈。”

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