ให้ควาามรู้เกี่ยวกับการฟื้นฟู

โรคหัวใจเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับต้น ๆ ของมนุษย์และมีความเกี่ยวข้องกับโรครองอื่น ๆ อีกมากมาย สำหรับมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ กล้ามเนื้อหัวใจที่เสียหาย เช่น เกิดขึ้นหลังจากหัวใจวาย ไม่สามารถซ่อมแซมได้ตามธรรมชาติ เนื่องจากเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่โตเต็มที่จะไม่สร้างใหม่ เช่นเดียวกับการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ การซ่อมแซมหัวใจจำเป็นต้องกำเนิดเซลล์ใหม่ ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการแบ่งเซลล์เท่านั้น เมื่อเซลล์หนึ่งกลายเป็นสอง ในหัวใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ การแบ่งเซลล์ของกล้ามเนื้อยังคงเป็นไปได้เพียงหลังคลอด แต่จะหายไปอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านไปสองสามวัน อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ สัตว์ที่มีกระเป๋าหน้าท้อง เช่น จิงโจ้และโคอาล่านั้นเกิดมาในสภาพที่ด้อยพัฒนา และอวัยวะภายในจำนวนมากยังคงเติบโตต่อไปหลังคลอด รวมถึงหัวใจของพวกมันด้วย อย่างไรก็ตาม ยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับความสามารถใน การฟื้นฟู หัวใจ ทีมงานของ RIKEN BDR ตั้งสมมติฐานว่าการเจริญเติบโตของหัวใจหลังคลอดนี้เป็นไปได้เนื่องจากเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจส่วนกระเป๋าหน้าท้องยังคงมีความสามารถในการแบ่งตัว และสิ่งนี้จะช่วยให้หัวใจของพวกเขางอกใหม่หลังจากได้รับบาดเจ็บ พวกเขาออกเดินทางเพื่อทดสอบทฤษฎีนี้ในตัวหนูพันธุ์ พวกเขาสังเกตเห็นว่าหัวใจของหนูพันธุ์โตยังคงเติบโตเป็นเวลาหลายสัปดาห์หลังคลอด พวกเขาพบว่าหัวใจของหนูพันธุ์โอพอสซัมอายุ 2 สัปดาห์คล้ายกับของหนูอายุ 1 วัน และเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของพันธุ์โอพอสซัมยังคงแบ่งตัวต่อเนื่องเป็นเวลาหลายสัปดาห์หลังคลอด ความเสียหายของหัวใจที่เกิดจากการทดลองในวัยนี้สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ภายในหนึ่งเดือน ซึ่งบ่งชี้ว่าตราบใดที่เซลล์หัวใจยังคงแบ่งตัว หัวใจก็สามารถซ่อมแซมได้ ผลลัพธ์เหล่านี้ยืนยันสมมติฐานของพวกเขา และอย่างที่คิมูระบันทึกไว้ว่า "การงอกใหม่ของหัวใจนานกว่าสองสัปดาห์หลังคลอดในสัตว์พันธุ์จำพวกหนูเป็นระยะเวลาที่ยาวนานที่สุดที่สังเกตได้ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สำรวจจนถึงปัจจุบัน" ขั้นตอนต่อไปคือการหาว่าเป็นไปได้อย่างไรในโอพอสซัม แต่ไม่ใช่หนู การเปรียบเทียบการแสดงออกของยีนพบว่าหนูพันธุ์อายุสองสัปดาห์มีความคล้ายคลึงกับหนูที่มีอายุเพียงไม่กี่วัน นักวิจัยมองหาการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนที่เกิดขึ้นในสัตว์ทั้งสองในช่วงเวลาที่การสร้างหัวใจไม่สามารถทำได้อีกต่อไป ปัจจัยทั่วไปคือโปรตีนที่เรียกว่า AMPK การทดลองเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าการเปิดใช้งาน AMPK ในหนูและหนูพันธุ์แท้นั้นใกล้เคียงกับการหยุดการแบ่งตัวของเซลล์ในกล้ามเนื้อหัวใจ ดังนั้น สมมติฐานต่อไปคือการยับยั้ง AMPK หรือความสามารถในการทำงานสามารถขยายระยะเวลาที่หัวใจสามารถงอกใหม่ได้ ดังที่คิมูระอธิบายว่า "หากเราสามารถใช้ประโยชน์จากเส้นทางโมเลกุลที่กำหนดความสามารถในการฟื้นฟูหัวใจ พวกเขาทดสอบสมมติฐานนี้ทั้งในหนูพันธุ์โอพอสซัมและหนูทดลอง และประสบความสำเร็จในทั้งสองกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การฉีดหนูแรกเกิดด้วยสารยับยั้ง AMPK ช่วยให้หัวใจที่ได้รับความเสียหายจากการทดลองหนึ่งสัปดาห์หลังคลอดสามารถงอกใหม่และทำงานได้ตามปกติโดยมีรอยแผลเป็นน้อยที่สุด ดังนั้น นักวิจัยจึงสามารถใช้สิ่งที่เรียนรู้จากกระเป๋าหน้าท้องและกระตุ้นการงอกใหม่ของหัวใจในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั่วไปได้ ต่อไปในวาระการวิจัยคือการหาว่าอะไรที่กระตุ้นการแสดงออกของ AMPK เมื่อแรกเกิดในหนู แต่ไม่ใช่ในหนูพันธุ์โอพอสซัม "คำถามที่สำคัญและน่าตื่นเต้นประการหนึ่งคือวิธีที่กระเป๋าหน้าท้องของทารกแรกเกิดยังคงรักษาความสามารถในการสร้างใหม่ได้ในสภาพแวดล้อมภายนอกมดลูก" คิมูระกล่าว "คำตอบอาจนำไปสู่การบำบัดที่สามารถกระตุ้นให้เกิดการฟื้นฟูหัวใจในผู้ใหญ่ได้"