人类能再生心脏吗？答案是“一定能！”

《美国国家科学院院刊，PNAS》最近刊登了一篇文章，佛罗里达大学生物学家Mark Martindale团队发现了人类和其他动物形成心脏细胞的基因。

　　

生物通报道：当Mark Martindale决定追踪肌肉细胞（例如心脏）进化起源时，他剑走偏锋了。

一种没有心脏或肌肉的动物基因
海葵（sea anemone）是一种海洋生物。如果你把它切成许多块，每一块都能再生成一个新个体。为什么海葵这么牛，人类却不行呢？在分析海葵“心脏”基因时，研究人员发现解释海葵再生能力的关键在于，这些基因的相互作用存在差异。

Martindale说：“人类基因也具备交流潜力，这项发现将可解决心脏病治疗和再生修复等医学难题。”

原肠胚（gastrulation）是导致后生动物多样化的关键性进化创举，它允许动物胚胎形成不同胚层和特殊化组织。决定细胞命运的差异基因表达受细胞内和/或外信号输入控制。β-连环蛋白/TCF和TGF-β骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）为两侧对称动物（bilaterian metazoans）的胚层（germ layer）特化提供关键分子信号输入。然而，BMP信号对珊瑚海葵（属后生动物早期分支）内/中胚层特化的特殊作用仍缺乏直接实验证据。

运用转录组学手段，研究人员发现，在原肠胚形成时期（受精后24小时）β-连环蛋白/TCF信号和BMP2/4信号为珊瑚海葵基因调节网络（gene regulatory network，GRN）提供不同输入信号。令人惊讶的是，β-连环蛋白/TCF信号和BMP2/4信号调节GRN共同下游靶标基因子集的方式截然相反，导致胚胎细胞在空间和时间上的分离分化。

因此，β-连环蛋白/TCF信号和BMP2/4信号相互作用调节是胚胎分区以及口腔-反口轴（oral–aboral axis）图案化的必要条件。

本研究支持“大多数动物的肌肉细胞起源于具有吸收和收缩特性的双功能肠组织”这一观点。虽然海葵内脏组织看起来并不像一颗跳动的心脏，但它确实经历了缓慢的有节奏的收缩波，有点类似人类消化系统。

Martindale说：“这项发现揭示了为什么表达‘心脏’基因的海葵肠道细胞能转成其他类型细胞，用于修复受损身体部位。”

该原始动物的肌肉细胞已经非常类似心脏。从胚胎开始，这些“心脏”基因就存在于每个骨骼肌内，迟早有一天，科学家们能诱导肌肉细胞再生为各种新细胞，也包括心脏细胞。

原文标题：Antagonistic BMP–cWNT signaling in the cnidarian Nematostella vectensis reveals insight into the evolution of mesoderm
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