《npj Regenerative Medicine》：Heart ventricle regeneration in the lizard Eublepharis macularius, the leopard gecko
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心脏损伤后常导致纤维化与功能丧失。为探索羊膜动物心脏再生能力，研究人员以豹纹守宫为模型，通过心室冷冻损伤技术开展研究。研究发现，损伤诱导局部细胞死亡后，邻近心肌细胞与非心肌细胞增殖增强，约100天后心肌组织学结构与整体心脏功能均得到恢复。RNA测序揭示其涉及心脏发育、糖酵解与细胞外基质沉积等保守机制。该研究将心脏再生的比较框架扩展至爬行类，表明功能性心肌替换能力在超过5000万年演化中得以保留，为心脏再生医学提供了新的演化视角与潜在靶点。
在哺乳动物世界中，心脏一旦受损，往往意味着永久性的伤痕与功能衰退。心肌细胞（cardiomyocytes）的有限再生能力，使得心脏病发作后形成的疤痕组织无法有效收缩，最终导致心力衰竭。然而，大自然早已在其它生命分支中埋下了修复的种子。一些硬骨鱼和蝾螈能够奇迹般地再生受损的心脏组织，完全恢复其泵血功能。这引发了科学家的深思：这种强大的再生能力，是否存在于更广泛的脊椎动物谱系中？尤其是在羊膜动物（amniotes，包含爬行类、鸟类和哺乳类）中，除了少数有尾两栖类，我们对心脏再生的认知几乎是一片空白。如果能在羊膜动物中发现类似的能力，或许能为破解人类心脏无法再生的难题，提供跨越数千万年演化的关键线索。
为了探索这一谜题，一个研究团队将目光投向了一种拥有非凡多组织再生能力的爬行动物——豹纹守宫（Eublepharis macularius）。这种蜥蜴能够完美再生尾巴、脊髓甚至部分大脑。那么，它的心脏是否也隐藏着再生的奥秘？这项研究旨在回答一个核心问题：作为一种羊膜动物，豹纹守宫在遭受心脏损伤后，能否实现真正的、功能性的心肌组织再生？其背后的细胞与分子机制又是什么？研究成果最终发表在《npj Regenerative Medicine》期刊上。
为了开展这项研究，研究人员主要应用了几项关键技术。首先，他们建立了心脏冷冻损伤模型，通过将液氮冷却的金属探针直接作用于豹纹守宫的心室，创造出约占心室20%面积的局部损伤区域。其次，他们利用超声心动图（echocardiography）和有创血流动力学监测（invasive hemodynamic monitoring）技术，在损伤后不同时间点定量分析心脏的整体收缩与泵血功能，以评估功能恢复情况。在组织学层面，采用切片染色技术观察心肌结构修复进程。最后，为了探究分子机制，他们对损伤邻近组织进行了批量RNA测序（bulk RNA sequencing），系统分析再生过程中的基因表达变化。
研究结果
冷冻损伤引发局部细胞死亡并激活增殖反应
研究人员首先确认，心脏冷冻损伤成功诱导了目标区域的心肌细胞死亡。随后，他们观察到损伤区域边缘的细胞增殖活动显著增强。值得注意的是，不仅包括非心肌细胞，损伤邻近的心肌细胞本身也进入了增殖状态。这表明，在豹纹守宫中，受损的心脏启动了内源性的细胞补充程序。
心肌组织学结构在100天内近乎完全恢复
通过长期的组织学追踪，研究发现了令人振奋的结果。损伤初期形成的缺损区域，随着时间推移逐渐被新生的组织填充。到损伤后第100天，心室心肌的微观结构已几乎完全恢复正常，原有的损伤区域被新生心肌组织所替代，而未形成永久性的纤维化疤痕。这从形态学上证明了豹纹守宫心脏具有强大的结构修复能力。
整体心脏功能在相同时间框架内得到恢复
结构再生是否意味着功能恢复？这是再生研究的金标准。研究人员通过超声心动图测量了心室尺寸与收缩功能，并通过有创导管直接测量了心室内压力。数据表明，在损伤后早期，心脏功能如预期出现下降。然而，随着修复的进行，到第100天时，所有测量指标，包括心室收缩力和泵血功能，均恢复到了损伤前的正常水平。这确凿地证明了，新生成的心肌组织是具有完整收缩功能的，实现了真正意义上的功能替换。
再生过程涉及多种演化上保守的分子通路
为了揭示再生背后的分子蓝图，研究人员对损伤后多个时间点的损伤邻近组织进行了RNA测序分析。他们将表达谱与未损伤的心脏以及胚胎发育中的心脏进行了比较。分析发现，在再生过程中，大量基因的表达发生了动态变化。其中，许多在鱼类和蝾螈心脏再生中已知的关键通路，在豹纹守宫中被重新激活。这主要包括：与心脏发育相关的基因网络、促进能量代谢的糖酵解（glycolysis）通路相关基因、以及参与细胞外基质（extracellular matrix, ECM）动态重塑的基因。这表明，尽管亲缘关系甚远，但跨越脊椎动物不同纲目的心脏再生过程，可能共享一套深层次的、演化上保守的分子工具箱。
研究结论与意义
本研究系统证实，羊纹守宫作为一种羊膜动物，在遭受心室冷冻损伤后，能够实现心肌组织的完全性结构与功能再生。这一过程依赖于损伤邻近心肌细胞与非心肌细胞的增殖，并且在约100天的时间窗内完成。分子层面分析进一步揭示，其再生程序调用了包括心脏发育、代谢重编程和细胞外基质重组在内的多种保守通路。
这项工作的意义重大。首先，它将心脏再生的比较生物学研究框架，从鱼类和两栖类正式扩展到了爬行类这一羊膜动物类群。这证明，高效的心脏再生能力并非某些“低等”脊椎动物的专属，而是在更广泛的演化谱系中可能存在。其次，研究结果表明，功能性心肌细胞的替换能力，至少在爬行类与哺乳类共同祖先分异之后（超过5000万年前）的羊膜动物演化支中仍然存在，只是在哺乳动物（尤其是人类）中显著减弱或丢失。这为寻找“再生之锁”提供了关键的演化视角。最后，该研究鉴定出的保守再生相关基因与通路，例如那些在发育中起作用、在再生中被重新激活的因子，为未来旨在唤醒哺乳动物心脏内源性修复潜能的研究提供了新的候选靶点与干预思路。通过理解为何豹纹守宫能做到而人类不能，我们或许能更接近实现心脏再生医学的终极梦想。
