心肌一旦因心臟病發作而受損，為什麼很難自行修復？幹細胞又是如何在受損心臟中生長、成熟，並參與組織修復的？
南洋理工大學新加坡李光前醫學院（LKCMedicine）團隊的一項新研究，為這些問題繪製出了一張更清晰的「基因地圖」。這項成果有望幫助科學家進一步開發促進心臟修復的新療法。
研究由LKCMedicine助理教授 Lynn Yap 領導，已發表於學術期刊 Nature Cardiovascular Research。
受損的心臟，為何難以自我修復？
當冠狀動脈阻塞，氧氣和營養無法正常抵達心肌，心肌細胞便可能死亡。與皮膚等組織不同，成年心肌的再生能力十分有限。
身體通常會用瘢痕組織「補上」受損區域，但這些組織的收縮能力有限。隨著時間推移，心臟泵血功能可能逐漸下降，增加心力衰竭的風險。
因此，科學家希望藉助幹細胞修復受損組織。研究團隊關注的是一種由人多能幹細胞產生的心血管祖細胞（CVP）。這類細胞可以進一步發育成構成心臟的不同細胞，為心肌再生提供潛在路徑。
為基因活動繪製「時空地圖」
研究人員在豬的心臟損傷模型中移植CVP，並在不同時間點觀察這些細胞如何成熟為心肌細胞。
團隊使用了空間轉錄組學技術。它不僅能夠同時記錄數千個基因的活動，還能保留這些基因在組織中具體位置的信息。可以把它理解為：在顯微尺度上，為心臟組織拍下一張張「基因活動熱力圖」。
移植後活躍度上升：
代謝、能量生成、蛋白質合成及心肌收縮相關基因
活躍度下降：
與瘢痕組織形成有關的基因
這些變化表明，移植細胞能夠融入受損心臟，並可能幫助改善組織修復、減少瘢痕形成。
關鍵線索：促進血管形成的Midkine
心臟修復不僅需要新的心肌細胞，還需要血管持續輸送氧氣和營養。研究團隊進一步發現，移植的幹細胞會產生一種名為 Midkine 的生長因子。
實驗顯示，提高Midkine的產生量，可增強血管內皮細胞遷移和形成新血管的能力；經過改造、能夠產生更多Midkine的幹細胞，也在小鼠實驗中促進了血管形成。
Midkine或許能成為幫助心臟重建血液供應、改善心臟病發作後恢復的重要靶點。
這項發現也為長期以來關於Midkine在心臟修復中究竟發揮何種作用的討論，提供了新的實驗依據。
距離真正用於患者，還有多遠？
需要強調的是，這項研究仍處於臨床前階段，目前結果來自豬心臟模型、細胞實驗及小鼠實驗，並不意味著相關療法已經可以用於患者。
接下來，團隊將進一步研究Midkine發揮作用的具體機制，希望最終能將其用於心髒病治療。研究人員也已建立一個可公開檢索的網絡應用，分享此次研究獲得的基因表達數據，供全球科研人員繼續探索。
從觀察幹細胞的每一步變化，到鎖定可能促進血管再生的關鍵蛋白，這項研究讓科學家更接近理解心臟修復的完整過程，也為未來的幹細胞療法和心臟病治療打開了新的想像空間。
