چرا قلب بزرگسالان بازسازی نمی‌شود؟

با بالغ شدن سلول‌های قلب در موش، تعداد مسیرهای ارتباطی به‌ نام منافذ هسته‌ای به‌ طور چشمگیری کاهش می‌یابد. اگرچه این مورد ممکن است از اندام در برابر سیگنال‌های آسیب‌رسان محافظت کند اما می‌تواند مانع بازسازی سلول‌های قلب بالغ نیز شود. این یافته حاصل تحقیقات جدیدی است که توسط دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه پیتسبورگ آمریکا ارائه شده است.

کد خبر: ۷۰۰۴۸۱

تاریخ: ۰۴ آبان ۱۴۰۱ - ۱۲:۰۲

ایسن: با بالغ شدن سلول‌های قلب در موش، تعداد مسیرهای ارتباطی به‌ نام منافذ هسته‌ای به‌ طور چشمگیری کاهش می‌یابد. اگرچه این مورد ممکن است از اندام در برابر سیگنال‌های آسیب‌رسان محافظت کند اما می‌تواند مانع بازسازی سلول‌های قلب بالغ نیز شود. این یافته حاصل تحقیقات جدیدی است که توسط دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه پیتسبورگ آمریکا ارائه شده است.

به‌ نقل از سایتک دیلی، نتایج این تحقیق نشان می‌دهد برقراری ارتباط آرام بین سلول‌های قلب و محیط اطراف آن، این اندام را از سیگنال‌های مضر مرتبط با استرس‌هایی مانند فشار خون بالا محافظت می‌کند اما به قیمت پیشگیری از دریافت سیگنال‌هایی است که باعث بازسازی سلول‌های قلب می‌شود.

برنهارد کوهن، استاد اطفال و مدیر موسسه اطفال برای بازسازی و درمان قلب در دانشکده پزشکی پیت و بیمارستان کودکان پیتسبورگ، در این خصوص می‌گوید: این تحقیق توضیحی است برای اینکه چرا قلب‌های بالغ خود را بازسازی نمی‌کنند اما موش‌های تازه متولد شده و قلب انسان‌ها این کار را انجام می‌دهند. این یافته‌ها پیشرفت مهمی در درک اساسی از چگونگی رشد قلب با افزایش سن و چگونگی تکامل آن برای مقابله با استرس است.

در حالی که پوست و بسیاری از بافت‌های دیگر بدن انسان توانایی ترمیم خود را پس از آسیب حفظ می‌کنند، این امر در مورد قلب صادق نیست. در طول رشد اولیه و جنینی انسان، سلول‌های قلب تحت تقسیم سلولی قرار می‌گیرند تا عضله قلب را تشکیل دهند اما وقتی سلول‌های قلب در بزرگسالی بالغ می‌شوند، وارد یک حالت نهایی شده که در آن حالت نمی‌توانند تقسیم شوند.

برای درک بیشتر چگونگی و چرایی تغییر سلول‌های قلب با افزایش سن، کوهن با محققان و متخصصان تصویربرداری زیست‌پزشکی دانشکده پزشکی پیت، دکتر یانگ لیو، دانشیار پزشکی و مهندسی زیستی و دکتر دونا استولز، دانشیار زیست‌شناسی و آسیب‌شناسی سلولی و دانشیار مرکز تصویربرداری بیولوژیک برای بررسی منافذ هسته‌ای همکاری کرد. این منافذ در غشای لیپیدی که DNA سلول را احاطه کرده، عبور مولکول‌ها را به هسته و از هسته تنظیم می‌کند.

کوهن توضیح داد: پوشش هسته‌ای یک لایه نفوذناپذیر است که مانند آسفالت در بزرگراه از هسته محافظت می‌کند؛ مانند چاله‌های این آسفالت، منافذ هسته‌ای مسیرهایی است که به اطلاعات اجازه می‌دهد از مانع عبور و به هسته ورود کند.

لیو با استفاده از میکروسکوپ با وضوح فوق‌العاده تعداد منافذ هسته‌ای سلول‌های قلب موش یا سلول‌های ماهیچه‌ای قلبی را مشاهده و شمارش کرد. تعداد منافذ در طول رشد ۶۳ درصد از میانگین ۱۸۵۶ در سلول‌های جنینی به ۱۰۴۰ در سلول‌های نوزاد و تنها ۶۷۸ در سلول‌های بالغ کاهش یافت. این یافته‌ها توسط استولز تایید شد که از میکروسکوپ الکترونی برای نشان دادن کاهش چگالی منافذ هسته‌ای در سراسر رشد سلول‌های قلب استفاده کرد.

در تحقیقات قبلی کوهن و گروه تحقیقاتی وی نشان دادند ژنی که Lamin b۲ نام دارد و در موش‌های تازه متولد شده بسیار دیده می‌شود، با افزایش سن کاهش می‌یابد اما برای بازسازی قلب مهم است.

در تحقیق جدید آنان نشان دادند مسدود کردن Lamin b۲ در موش منجر به کاهش تعداد منافذ هسته‌ای می‌شود. موش‌هایی که دارای منافذ هسته‌ای کمتری بودند، انتقال پروتئین‌های سیگنال دهنده به هسته و کاهش بیان ژن را کاهش دادند که نشان می‌دهد کاهش ارتباط با افزایش سن ممکن است باعث کاهش ظرفیت بازسازی سلول‌های ماهیچه‌ای قلبی شود.

کوهن خاطرنشان کرد: این یافته‌ها نشان می‌دهد تعداد منافذ هسته‌ای جریان اطلاعات را به درون هسته کنترل می‌کند. همانطور که سلول‌های قلب بالغ می‌شوند و منافذ هسته‌ای کاهش می‌یابد، اطلاعات کمتری به هسته می‌رسد.

در پاسخ به استرس‌هایی مانند فشار خون بالا، هسته قلب سیگنال‌هایی را دریافت می‌کند که مسیرهای ژنی را تغییر می‌دهد و منجر به بازسازی ساختاری قلب می‌شود. این بازسازی یکی از دلایل اصلی نارسایی قلبی است.

محققان از مدل موش فشار خون بالا برای درک چگونگی نقش منافذ هسته‌ای در این فرآیند بازسازی استفاده کردند. موش‌هایی که برای بیان منافذ هسته‌ای کمتر مهندسی شده بودند، تلفیق کمتری از مسیرهای ژنی درگیر در بازسازی مضر قلب را نشان دادند. این موش‌ها همچنین عملکرد قلب و بقای بهتری نسبت به همتایان خود با منافذ هسته‌ای بیشتر داشتند.

کوهن افزود: ما از بزرگی اثر محافظتی داشتن منافذ هسته‌ای کمتر در موش‌های مبتلا به فشار خون بالا شگفت‌زده شدیم؛ با این حال داشتن مسیرهای ارتباطی کمتر سیگنال‌های مفیدی مانند سیگنال‌هایی که بازسازی را ترویج می‌کنند را نیز محدود می‌کند.

یافته‌های این تحقیق در مجله Developmental Cell منتشر شد.