當(dāng)他的團(tuán)隊(duì)發(fā)表了他們的開(kāi)創(chuàng)性文章 ，POSS說(shuō)，他會(huì)預(yù)測(cè)這將需要至少40年后的再生技術(shù)，將準(zhǔn)備用于人體應(yīng)用。 但是，自那以后，在該領(lǐng)域的研究結(jié)果已經(jīng)積累了在一個(gè)令人驚訝的快速發(fā)展。 “就在最近一兩年發(fā)現(xiàn)在心臟再生的速度都令人嘆為觀止?，F(xiàn)在我預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾年，我們將看到一些來(lái)自我們的實(shí)驗(yàn)室被用于開(kāi)發(fā)人類再生應(yīng)用的發(fā)現(xiàn)和其他“。

雖然大多數(shù)斑馬魚的研究主要集中在生命的第一天，心臟和其他器官的初始，胚胎發(fā)育，POSS的團(tuán)隊(duì)是幾個(gè)看著在以后的生活心肌再生之一。 要做到這一點(diǎn)，他們制定學(xué)習(xí)成魚在內(nèi)的數(shù)十轉(zhuǎn)基因品系，以幫助可視不同細(xì)胞類型的新工具。 維卡斯·古普塔研究生在POSS的實(shí)驗(yàn)室，是第一個(gè)適應(yīng)Brainbow技術(shù) （最初開(kāi)發(fā)用于小鼠的研究），以顏色編碼斑馬魚的心肌細(xì)胞-使他們從親代細(xì)胞分裂和遷移心臟周圍的后代細(xì)胞進(jìn)行跟蹤。 古普塔開(kāi)發(fā)的用于表達(dá)不同量的心肌細(xì)胞內(nèi)的紅色，藍(lán)色和黃色的蛋白質(zhì)，在超過(guò)20種不同的顏色標(biāo)示他們的技術(shù)。 這個(gè)突破使得團(tuán)隊(duì)形象心臟發(fā)育和出精致的細(xì)節(jié)再生過(guò)程，因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞永久保持其顏色，并將其傳遞給新細(xì)胞，從中分裂。 采用顯微成像，球隊(duì)可以清楚地記錄細(xì)胞分裂和遷移模式的魚從心內(nèi)胚胎到成年和心臟損傷后發(fā)生的維修。 事實(shí)上，POSS的研究人員首次使用Brainbow定義細(xì)胞器官發(fā)育過(guò)程中的行為方式。

POSS博士屬性的最令人吃驚的發(fā)現(xiàn)，以這種能力為區(qū)分微觀和色彩跟蹤幾十個(gè)類型的細(xì)胞。 他解釋說(shuō)，“這是我們能夠追溯看著特別的細(xì)胞類型分化和心臟在斑馬魚胚胎形成過(guò)程中繁衍出來(lái)。平均而言，我們發(fā)現(xiàn)，有通常只有八心肌細(xì)胞的復(fù)制，形成大組織，最終使心臟的整面墻的補(bǔ)丁。那真是令我們吃驚?！?/span> 這與其他研究結(jié)果掉轉(zhuǎn)研究者的關(guān)注，這已經(jīng)成為越來(lái)越注重利用干細(xì)胞來(lái)刺激再生，對(duì)新細(xì)胞的其他來(lái)源。 由于POSS說(shuō)，“我們已經(jīng)在魚類中發(fā)現(xiàn)的是，心臟肌肉細(xì)胞 - 心肌細(xì)胞 - 是心臟肌肉細(xì)胞的不僅是胚胎心臟的初步形成過(guò)程中的來(lái)源，但它們也是新的心臟源再生過(guò)程中肌細(xì)胞的，因此，像干細(xì)胞在這些情況下，擴(kuò)大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們?cè)瓉?lái)以為個(gè)別的心肌細(xì)胞可以。我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，但如何或?yàn)槭裁窗l(fā)生這種情況，但這一發(fā)現(xiàn)在魚曾執(zhí)導(dǎo)多注意看在肌肉細(xì)胞，而不是僅僅著重于干細(xì)胞的途徑如何使再生發(fā)生，因?yàn)?，在這些魚中，我們已經(jīng)能夠清晰圖像的心臟肌肉細(xì)胞本身如何是中央的再生過(guò)程“。圖3：與肌肉細(xì)胞標(biāo)記由一個(gè)多色標(biāo)簽制度，用Leica TCS SP5激光共聚焦顯微鏡拍攝的斑馬魚的心臟表面的圖像。 使用激光線458納米，515納米和561納米至激發(fā)CFP，YFP，和RFP，分別獲得樣品。 渠道購(gòu)入依次覆蓋，并導(dǎo)入到Adobe公司的Photoshop，在那里被做了亮度和對(duì)比度均勻的調(diào)整（由維卡斯古普塔）。

另一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)是響應(yīng)于局部損傷的程度。 POSS說(shuō)，“我們預(yù)計(jì)，在受傷部位非常局部的反應(yīng)，我們期待所有的再生和信令在那個(gè)受傷的位置發(fā)生權(quán)利。我們發(fā)現(xiàn)的是，它是一個(gè)更動(dòng)態(tài)的過(guò)程，如果你在一個(gè)傷害心臟非常小的區(qū)域，你得到的信號(hào)和活化遠(yuǎn)離損傷部位的途徑，我們受傷的心室，發(fā)現(xiàn)損傷后數(shù)小時(shí)內(nèi)信令中庭的反應(yīng)。這里也有一些機(jī)制，當(dāng)心臟受到傷害非常本地有一個(gè)器官，在第一天給它廣泛響應(yīng)然后組織識(shí)別出損傷是局部而這也正是信令和反應(yīng)開(kāi)始集中它比我們預(yù)期的更加動(dòng)態(tài)的同時(shí)，它不是漸進(jìn)的 - 很早的一套器官寬在一個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)，我們可以看到了某種特定的基因在受傷的心臟都只是在受損區(qū)域開(kāi)啟不到處。在一兩天這些基因在損傷部位打開(kāi)只有...我們做了不期望找到這一點(diǎn)，認(rèn)為這是為再生能力非常重要。'發(fā)現(xiàn)'的傷害這個(gè)過(guò)程可能是關(guān)鍵的目標(biāo)，支持改革的組織在特定網(wǎng)站的信號(hào)。“

該小組還繼續(xù)受到如何快速?gòu)膫≈?，這將是致命的，在大多數(shù)其他脊椎動(dòng)物斑馬魚的恢復(fù)感到驚訝。 “我們最嚴(yán)重的傷害就是基因燒蝕或殺死超過(guò)三分之二的肌肉細(xì)胞在整個(gè)心臟的這是一個(gè)令人難以置信的嚴(yán)重傷害他們進(jìn)入心臟衰竭與人類非常晚期心臟衰竭的所有經(jīng)典標(biāo)志：水腫，敏感性鍛煉，休克，呼吸急促，嗜睡....在人類中，很少有我們能為心臟衰竭的這個(gè)級(jí)別做。這些魚可以長(zhǎng)肌肉的背部和扭轉(zhuǎn)的癥狀！在一兩個(gè)星期你甚至不能告訴他們受傷。他們?cè)谔箍酥車诧w的再生能力本身仍令我感到奇怪?！?/span> POSS笑著說(shuō)。

這些重要的和意想不到的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究，最近在努力保持資金的重要性。 由于POSS所說(shuō)的那樣，“當(dāng)你看著一些東西是如何工作的基本層面 - 它是如何發(fā)生的 - 你有機(jī)會(huì)找到任何這就是為什么我們很多人都真正堅(jiān)持認(rèn)為我們需要繼續(xù)支持基礎(chǔ)研究我們。需要研究的基本發(fā)育生物學(xué) - 如何胚胎發(fā)育和器官如何形成的動(dòng)物去從少年到成年階段會(huì)發(fā)生什么 - 我們不知道很多關(guān)于這一點(diǎn)，當(dāng)任何組織再生會(huì)發(fā)生什么 - 鰭或心臟，視網(wǎng)膜，肌肉，肝臟，胰臟 - 通常這些事情，據(jù)我們現(xiàn)在所知，共享信號(hào)，他們以不同的方式使用途徑的一個(gè)子集有將具體組織機(jī)制，以及這一切 - 身體工作 - 所有聯(lián)接在一起......這就是科學(xué)的應(yīng)該是工作“。

而且仍然有許多工作要做之前心臟再生的充分理解。 關(guān)鍵的問(wèn)題是如如何新生成的細(xì)胞知道它們是什么，去哪里，以及如何發(fā)揮作用？ 這是在心臟其中包括電耦合肌肉組織尤其混淆問(wèn)題。 怎么新的心臟細(xì)胞定位自己，并納入到一個(gè)受傷的，跳動(dòng)的心臟，而不會(huì)導(dǎo)致心律失常？ 什么是防止過(guò) 度增長(zhǎng)告訴再生過(guò)程何時(shí)停止機(jī)制？圖4：斑馬魚尾鰭骨細(xì)胞通過(guò)熒光標(biāo)記突出顯示時(shí)，用Leica M205 FA捕獲，顯示的mCherry和EGFP熒光（由Sumeet辛格）的圖像。

現(xiàn)在有幾百個(gè)世界各地的實(shí)驗(yàn)室的研究斑馬魚和開(kāi)發(fā)新的遺傳工具來(lái)操縱它們有助于加速整個(gè)領(lǐng)域的研究結(jié)果。 特別是使用的蛋白標(biāo)志物和改進(jìn)熒光立體成像的共焦色分離和定制波長(zhǎng)的能力 - - 在顯微鏡的速度和靈敏度的改進(jìn)也有助于發(fā)現(xiàn)的快節(jié)奏在再生醫(yī)學(xué)。

對(duì)于他們的零部件，POSS和他的團(tuán)隊(duì)在杜克繼續(xù)努力解開(kāi)再生的基本機(jī)制。 “最終的目標(biāo)是要弄清楚如何再生發(fā)生在這些斑馬魚系統(tǒng)和這些概念應(yīng)用到哺乳動(dòng)物的上下文?？匆粋€(gè)小鼠，大鼠或人的心臟后的任何類型的傷害，通常疤痕，并開(kāi)始應(yīng)用，我們”因素已經(jīng)在魚鑒定，以支持組織再生的另一種動(dòng)物?！?/span> 隨著正在再生速度比以前更快的新發(fā)現(xiàn)，有希望，我們可能會(huì)達(dá)到這個(gè)目標(biāo)遲早比任何人都曾經(jīng)想過(guò)可能。