之后，所有心脏的生长都来自于现有细胞的扩大，而不是新的肌肉细胞的产生。在成人心脏病发作中，当失去的心肌细胞被纤维疤痕组织取代而不是新的肌肉细胞时，就会导致心力衰竭。这就开始了心脏扩大、泵血功能丧失和最终死亡的恶性循环。

2020年，阿拉巴马大学伯明翰分校(University of Alabama at Birmingham)的研究人员报告称，在出生一天后，通过手术切除猪心脏的左心室顶端，以某种方式延长了心肌细胞的复制能力。事实上，经过这样的手术，猪在出生后4周就可以从心脏病发作中完全恢复，不会留下疤痕或心脏功能下降。

为了更好地理解延长再生窗口中潜在的基因表达变化，UAB研究人员现在使用猪模型报道了心肌细胞的核rna测序。从这些知识和未来的进一步研究中，临床医生可能会了解如何在心脏病发作后再生成年心肌细胞。

这项研究由UAB生物医学工程系主任张建义博士领导，以Circulation research letter的形式发表。

研究人员比较了五组猪的心脏组织的细胞核。两组分别为出生后第1天和第1天切除左心室根尖(AR)和第1天切除的再生模型。其中一组在出生后4周(p28)结扎左冠状动脉前降支，以诱发心肌梗死(MI);这个组被称为ARp1MIp28。另一组被称为ARp1，没有结扎。

2例非再生对照组未进行p1根尖切除术，但其中1例在p28诱发心肌梗死。这两组被称为Control组和MIp28组。

ARp1MIp28动物取心进行p30 ~ p56的单核rna测序，其他各组取心进行p1、p28或p56的单核rna测序。

第五组是胎儿心脏，或FH，在胚胎80天。

共捕获218,945个优质细胞核，网络生物学聚类分析确定了所有8种主要心脏细胞类型。94,844个心肌细胞的完整基因核数据可用。心肌细胞分布在6个簇中，命名为心肌细胞1至心肌细胞6。

三个簇几乎完全由一个实验组的心肌细胞组成:心肌细胞2来自对照- p56，心肌细胞3来自对照- p1，心肌细胞6来自FH。

心肌细胞4和5簇主要包含ARp1MIp28-p35心肌细胞。心肌细胞1集群包括来自所有其他动物组和时间点的心肌细胞和少量ARp1MIp28-p35心肌细胞，但很少有胎儿或对照p56心肌细胞。

主要包含ARp1MIp28-p35心肌细胞的心肌细胞4和5簇显示出细胞周期活性和增殖增加，这些变化有助于实验性心脏病发作后左心室的肌层形成，而不产生瘢痕。研究人员还发现，506个基因与高度增殖的ARp1MIp28-p30和ARp1MIp28-p35心肌细胞呈正相关;这些基因参与调控心脏发育、细胞增殖和心肌细胞增殖的途径。

张说:“在未来的研究中，从ARp1MIp28损伤中检测这两个不同的细胞群将是非常有趣的。”“这些发现非常有影响力，因为它们首次表明，在大型哺乳动物中，左心室可以在出生后第7天(p7)后重构心肌梗死。这些观察结果为未来的研究分子机制和信号分子提供了基础，这些分子调节新生大型哺乳动物中损伤诱导的心肌细胞周期活动的保存，并最终使心脏病发作患者的心肌重新肌化，从而防止心力衰竭。”

Journal Reference:

Yuji Nakada, Yang Zhou, Wuming Gong, Eric Y. Zhang, Erik Skie, Thanh Nguyen, Yuhua Wei, Meng Zhao, Wangping Chen, Jiacheng Sun, S. Naqi Raza, Jake Y. Chen, Gregory p. Walcott, Daniel J. Garry, Jianyi (Jay) Zhang. Single Nucleus Transcriptomics: Apical Resection in Newborn pigs Extends the Time Window of Cardiomyocyte proliferation and Myocardial Regeneration. Circulation, 2022; 145 (23): 1744 DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056995