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揭示心肌纖維形狀影響心臟功能和心力衰竭發生的分子機制2020-09-04 15:16來源:生物谷
一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中,來自冷泉港實驗室等機構的科學家們通過研究分析了位于心臟內表面肌纖維復雜網狀結構的功能,相關研究結果揭示了心肌形狀影響心臟功能和心力衰竭發生的分子機制。對于人類而言,心臟是**個發育的功能性器官,其在受孕僅四周就開始自發跳動了,而在發育早期,心臟會生長出一種復雜精細化的肌纖維網,即心肌小梁結構(myocardial trabeculae),其能形成心臟內表面的幾何圖樣,同時心肌小梁還被認為能幫助心臟供氧,但自從16世紀以來,該結構在成年人機體中所扮演的角色就一直是一個謎題。 研究者Hannah Meyer表示,本文研究深入揭示了心肌小梁結構的重要性,也許更重要的是,我們展示了一個真正的多學科研究團隊的價值,只有將遺傳學、臨床研究和生物工程學相結合,研究人員或許才能夠解釋心肌小梁在成人心臟功能發揮過程中扮演的關鍵角色。為了理解心肌小梁的角色和發育過程,研究人員利用人工智能技術對2.5萬和心臟MRI圖像以及相關的心臟形態和遺傳數據進行了分析,相關研究成果揭示了心肌小梁的工作機制和發育過程,以及其形狀的改變如何形成個體心臟病的發生。 本文研究結果回答了人類基本生物學研究中非常古老的問題,隨著大規模遺傳分析和人工智能技術的發展,如今研究人員以一種前所未有的規模開啟了對生理學研究的理解和探索;研究者指出,心室粗糙的表面會使得血液在每次心跳時更有效地流動,這就好比是高爾夫球上的凹陷能減少空氣阻力一樣,其會幫助高爾夫球飛得更遠;研究者發現,人類DNA中的6個區域或會影響這些肌纖維中分形圖像的發育模式,有意思的是,研究人員還發現,其中2個區域還會調節神經細胞的分枝,這或許就揭示了在發育中的大腦中發揮功能的一種類似的機制。 研究者發現,心肌小梁的形狀會影響心臟的功能,這就揭示了一種與心臟病發生的潛在關聯,為了對此進行證實,研究人員分析了來自5萬名患者的遺傳數據,結果發現,肌纖維中不同的分形模式或會影響個體患心力衰竭的風險,目前大約有500萬美國人群遭受充血性心力衰竭的折磨,研究者表示,后期對心肌小梁結構的深入研究或能幫助科學家們深入理解常見心臟疾病發生的原因以及尋找更多的治療性手段。 上一篇: 科學家成功追蹤癌癥的進化機制
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