编者按：急性心肌梗死（AMI）是一种危及生命的心血管急症，以其高发病率和高死亡率而被视为常见的急危重症疾病。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。

最新研究发现

本文介绍了2025年2月由德国乌尔姆大学及博罗尼亚大学等研究团队共同发表在《Nature Communications》上的研究成果。研究表明，克服复制压力的能力是提高斑马鱼心脏再生能力的关键，并揭示了BMP信号在促进低压力DNA复制中的重要角色。研究发现，心肌细胞在再生过程中面临DNA复制压力，这与哺乳动物衰老过程中组织再生能力的下降密切相关。

研究亮点

• 首次证明斑马鱼心脏再生过程中心肌细胞经历显著的DNA复制压力，这被认为是限制哺乳动物组织再生能力的关键因素。
• 发现骨形态发生蛋白（BMP）信号通路，特别是BMP7a，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。
• 阐明DNA损伤响应通路在斑马鱼心脏再生中的重要性，抑制ATM及ATR激酶能阻止心肌细胞的增殖与再生。
• 研究指出，斑马鱼心脏再生不仅是避免复制压力，而是依赖BMP信号等强大机制来克服该压力，为开发抗衰老及促再生策略提供了新视角。

心肌细胞在再生过程中经历复制压力

研究团队通过分析斑马鱼心脏的转录组，发现在心脏损伤后7天（dpi）与DNA修复相关的基因显著上调，标志着心肌细胞增殖的高峰期。借助单细胞测序，研究发现，伤口边缘的心肌细胞相较于远端区域对DNA修复基因的表达更为显著。

DNA损伤信号传导对心脏再生的重要性

经过不同实验的验证，研究发现经历复制压力的心肌细胞不会出现衰老或凋亡。这一现象突显了感知和应对复制压力的DNA损伤信号通路在心脏再生中不可或缺的作用。

BMP信号的作用机制

研究进一步探讨了BMP信号如何在斑马鱼心脏再生过程中通过Smad信号通路缓解心肌细胞的复制压力。结果显示，BMP信号能够显著降低心肌细胞中的γH2ax表达，进而支持心肌细胞的正常增殖过程。

未来的研究方向

该研究为理解心脏再生机制提供了新的视角，尤其是BMP信号在促进心脏再生中的核心作用。这些发现不仅对斑马鱼心脏再生的研究具有重要意义，也为开发针对心血管疾病的治疗策略提供了新思路。

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