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海龟研究显示心脏可以编程无需氧气即可存活

pk10曼彻斯特大学和北德克萨斯大学的科学家们首次证明,胚胎活的心脏可以被编程,以便在以后的生活中经受低氧环境的影响。

BBSRC首次资助了对少年常见鳄龟的研究,解释了心脏的生物学机制,这种机制可以帮助海龟在没有氧气的情况下独特存活六个月。

根据研究小组的说法,胚胎发育过程中暴露于低水平的氧气,这使得动物的心脏能够在其余生中更加适应所谓的缺氧症状。

由曼彻斯特大学的Ilan Ruhr博士和Gina Galli博士领导的这项研究有朝一日可以转化为减轻缺氧引起的心脏损害的治疗方法。它发表在英国皇家学会会刊B期刊上。缺氧发生在心脏病发作期间,并且还可能在移植手术期间损伤心脏。

据研究小组称,在发育过程中暴露于缺氧会导致基因组的表观遗传变化,这些变异可以打开或关闭基因,这是龟心细胞耐受零氧的显着能力的关键。

“海龟是一种令人难以置信的生物,可以在冰下或在氧气很少的地方长时间存活,”曼彻斯特大学博士后研究员Ilan Ruhr说。“我们很高兴成为第一个表明可以通过在发育过程中早期暴露于低氧环境来改变海龟对低氧环境的耐受程度”

“现在我们希望能够分离那些有助于海龟在没有氧气的情况下存活很长时间的表观遗传特征,并希望开发能够改变对人类心脏低氧环境的耐受性的表观遗传药物。”

该团队正在研究心脏,而不是身体其他器官,因为它是最容易受到缺氧损害的器官之一。他们从幼龟身上分离出心肌细胞,这些幼龟在正常水平的氧气中存活率为21%O2- 或氧气水平的一半10%。

该程序模仿了自然界中发生的事情:龟巢底部的卵更容易暴露于缺氧状态。并且它们使幼龟接受较低水平的氧气,同时测量细胞内钙(其与心脏的收缩蛋白结合,称为肌丝),pH和活性氧物质- 我们都拥有的分子,当组织时它们会变得有毒再氧合太快了。

来自曼彻斯特大学的Gina Galli博士说:“海龟和人类的心脏细胞在解剖学上非常相似,所以如果我们能够学会了解哪些因素可以让他们在无氧环境中生存,我们希望能够将其应用于医疗场景。

pk10“我们的研究表明,这些动物早期暴露于缺氧状态,都会减少可以保护肌丝免受损伤的活性氧物质的数量,并允许它们在完全没有O2的情况下正常收缩。一种能够开启保护人类心脏免受氧气剥夺的机制的药物将会带来巨大的好处“例如,它可以保护面临心脏病发作风险或保护移植器官的人。”

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