编者按：急性心肌梗死（AMI）是一种危及生命的心血管急症，因其高发病率和高死亡率，成为临床上常见的急危重症。与哺乳动物不同，斑马鱼能够通过心肌细胞（CMs）的增殖实现心脏的完全再生。近日，我们分享了一项由德国乌尔姆大学、博罗尼亚大学等研究团队于2025年2月在《Nature Communications》上发表的新研究。该研究表明，克服复制压力的能力是增强斑马鱼心脏再生的关键因素，并揭示了BMP信号在促进无压力DNA复制中的重要作用。

研究发现，再生的心肌细胞经历DNA复制压力，这被认为是哺乳动物衰老过程中组织再生能力下降的原因之一。通过抑制ATM和ATR激酶，研究表明DNA损伤应答信号对斑马鱼心脏再生至关重要。研究者利用转基因和突变体操作骨形态发生蛋白（BMP）-Smad信号通路，发现BMP信号能够缓解心肌细胞的复制压力。

DNA纤维测定技术的分析结果表明，BMP信号可以在复制压力导致的停滞后重新启动复制叉。文章标题为“BMP signaling promotes zebrafish heart regeneration via alleviation of replication stress”，发表在《Nature Communications》（IF=166），时间为2025年2月17日，作者包括Mohankrishna Dalvoy Vasudevarao、Hartmut Geiger、Gilbert Weidinger等。

研究亮点

• 首次证明斑马鱼心脏再生过程中，增殖的心肌细胞经历显著的DNA复制压力，这被认为是哺乳动物衰老过程中组织再生能力下降的关键限制因素。
• 揭示骨形态发生蛋白（BMP）信号通路特别是BMP7a配体通过Smad依赖性途径在缓解心肌细胞复制压力中的核心作用。
• 研究表明，DNA损伤响应通路对斑马鱼心脏再生至关重要，抑制ATM及ATR激酶会阻断心肌细胞增殖和再生。
• 结果显示，斑马鱼心脏再生能够克服复制压力，并且具备强有力的机制如BMP信号等，开启了对再生能力差异及开发抗衰老、促再生策略的新视角。

研究结果

1. 心肌细胞在再生过程中的复制压力

通过分析斑马鱼的转录组，研究人员发现心肌细胞在心脏损伤后7天时经历显著的DNA复制压力。心肌细胞在增殖阶段的表现与来自不同位置的表达水平有关，并且与岁月推移相关的DNA修复通路基因在这一时期显著上调。

2. 心肌细胞复制压力与复制机制

在再生过程中，心肌细胞的γH2ax阳性留存证明了其经历了DNA损伤并进行了细胞周期的复苏。尽管经过冷冻损伤，心肌细胞依然保持分裂能力，这表明其复制压力是特异性而产生的。

3. DNA损伤信号通路的重要性

研究显示，心肌细胞能够规避衰老或者凋亡，但也需进行对敏感DNA损伤反应的管理，研究人员通过ATM和ATR激酶抑制剂的使用进一步证实了这一点。

4. BMP信号的作用

先前的研究指出，在心脏再生过程中，BMP信号在肌细胞中的作用显著，随着BMP信号的激活，心肌细胞的增殖能力得到增强，从而缓解了复制压力。

在这一重要领域， ag尊龙凯时 为生物医疗和再生医学的研究提供了强大的支持和服务，不断推动生命科学的前沿。作为行业引领者，ag尊龙凯时 努力创造更健康的未来，为科研开发提供所需的优化服务。

以上研究为自身再生的生物机制提供了新的理解，并为未来的研究和临床应用指明了方向。