當「心碎」不只是比喻：科學家揭開心臟疤痕的兩條癒合之路

我們常說「心碎了」，但對於心臟病患者而言，這句話可能是殘酷的現實。當心臟因疾病受損後，它會啟動自我修復機制，然而科學家發現，這個過程可能走向兩條截然不同的道路：有些患者會形成發炎的「熱性疤痕（Hot Fibrosis）」，而另一些則形成僵硬的「冷性疤痕（Cold Fibrosis」。這種差異不僅影響患者的預後(prognosis)，也可能改變治療方式。來自魏茲曼科學研究院（Weizmann Institute of Science）的研究團隊在最新研究中發現，這兩種疤痕的生物機制截然不同，因此需要不同的治療策略。這項研究已發表於國際期刊《Cell Systems》，未來可能改變心臟病治療與「纖維化（Fibrosis）」控制的方式，甚至影響其他器官（如肺、腎、肝）的相關研究，讓更多「受傷的心」能夠被真正修復。

心臟疤痕：修復，還是加劇損害？

當心臟受損時，身體會啟動「緊急修復機制」，透過結締組織填補受損區域，形成疤痕，這就是纖維化。然而，與正常的心肌細胞不同，這些疤痕缺乏收縮功能，當纖維化範圍擴大並影響健康組織時，可能導致心臟泵血能力下降，進而發展成「慢性心臟衰竭（Chronic Heart Failure）」。但研究發現，這些疤痕的組成大不相同，部分疤痕帶有強烈的發炎反應，而另一些則呈現僵硬且缺乏活性。這讓科學家開始思考：不同類型的疤痕，是否應該採取不同的治療方式？

「熱性疤痕」與「冷性疤痕」的關鍵差異

當心臟受損後，修復過程可能走向兩條不同的道路，形成熱性疤痕或冷性疤痕。熱性疤痕含有大量「巨噬細胞（Macrophages）」，這些免疫細胞負責清除受損組織並觸發發炎反應，導致持續性發炎，常見於慢性心臟病患者（如高血壓或心臟衰竭），可能進一步損害心臟功能。相對而言，冷性疤痕幾乎不含免疫細胞，主要由「纖維母細胞（Fibroblasts）」組成，形成穩定但僵硬的結締組織，通常出現在急性心肌梗塞後的修復過程。早期可能仍有少量免疫細胞參與，但數週後巨噬細胞幾乎完全消失，最終形成無發炎反應的纖維化組織。研究發現，慢性心臟病患者通常會發展出熱性疤痕，使心臟長期處於發炎狀態，而急性心肌梗塞患者則多數最終形成冷性疤痕，影響心臟的彈性與功能。這項發現顛覆了過去「所有心臟纖維化皆相同」的傳統觀念，顯示心臟疤痕的形成機制存在顯著差異，因此未來的治療策略應針對不同類型的疤痕進行個別開發，而非採取單一標準的治療方式。

數學模型揭開疤痕形成的秘密

這項研究的靈感來自數學模型。心臟再生專家Eldad Tzahor教授受數學家Uri Alon教授的研究啟發，設計了一個簡單的數學模型來預測纖維母細胞與巨噬細胞的比例如何影響疤痕結構。結果顯示，當這兩種細胞的比例不同時，疤痕的生物特性也截然不同，這正是「熱性」與「冷性」疤痕的關鍵差異。這項發現也在小鼠模型與人類心臟組織樣本中獲得驗證，證明這並非偶然現象，而是心臟修復的關鍵機制。

破解「冷性疤痕」的形成機制

研究團隊進一步分析「冷性疤痕」的形成機制，發現纖維母細胞會分泌某些分子，導致纖維化持續惡化，形成惡性循環。其中，TIMP-1蛋白質（金屬蛋白酶組織抑制劑-1）被認為是關鍵角色。TIMP-1會促進纖維母細胞增生，加劇心臟纖維化！當研究人員在小鼠模型中阻斷TIMP-1的作用時，他們發現小鼠心肌梗塞後產生的疤痕明顯減少！且心臟功能也比對照組的小鼠更好！這項發現顯示TIMP-1可能成為未來抗心臟纖維化藥物的潛在標靶，幫助減少冷性疤痕的形成，維持心臟健康。

未來展望：這項發現不只影響心臟病治療

這項研究不僅為心臟病治療帶來新方向，也可能影響其他與纖維化相關的疾病，例如肺纖維化、腎臟纖維化、肝硬化，甚至與癌症及中風後的組織修復機制有所關聯。Tzahor教授表示，熱性與冷性疤痕其實是兩種不同的疾病，因此未來的藥物開發應該沿著兩條不同的治療路徑進行。Alon教授則補充，這項研究讓科學家對心臟修復過程有更深入的理解，未來希望透過數學模型、生物學與臨床應用的結合，發展出更有效的心臟治療策略，進一步改善患者的預後並提升治療成效。

資料來源：https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/broken-heart-two-types-scars-two-paths-healing