心肌细胞增殖（斑马鱼、小鼠、人）
人类已经知道新生的心肌细胞是能够增殖的。然而，心肌细胞是否能够一直维持这种自我更新的能力尚未得知。直到近年来对心脏研究的不断深入，人类才发现经历过心肌梗死的心脏中心肌细胞会受到激活而重新进行细胞分裂。同时，在几种左心室肥大情况下，心肌细胞也被发现在数量上有了很大的增加。
2009年，伯格曼（Bergmann）课题组首先利用在冷战时期核试验中产生的14C发现人类的心肌细胞能够进行自我更新。1955年核试验发生后，环境中产生的14C进入DNA，那么如果是1955年前出生的人的心肌细胞，便不会检测到14C的存在。然而，研究者们却发现这些人的心肌细胞中也含有14C。同时，因为14C可以结合DNA，所以就能利用它来测定人类心肌细胞的寿命。于是研究者们进一步发现心肌细胞在生命中不断更新，且更新的速度随着年龄的增长而减弱。人类从20岁到75岁，心肌细胞的增殖速度会从1%降至0.3%。
既往研究表明斑马鱼的心脏能够再生（见图2），因此在2010年，西班牙的科学家通过切除20%的心脏来激活其再生的潜能，探索了斑马鱼心脏能够得到再生的来源。通过Cre／Lox的系统构建转基因斑马鱼，首次发现斑马鱼得到恢复的心脏是由已分化的心肌细胞的增殖所致。与此同时，他们也发现plk1（polo-like kinase 1）在心脏再生时心肌细胞增殖的过程中发挥了十分重要的作用。同年，美国的菊池（Kazu Kikuchi）研究团队对于斑马鱼心脏再生来源的研究也得出了相似的结论，不过他们发现了另一个重要的胚胎时期心脏发育相关基因GATA 4。两年后，研究人员又在斑马鱼体内发现已分化的心房心肌细胞可以转分化为新心室的心肌细胞从而参与心脏心室的再生作用。
图2 斑马鱼和普通小鼠的心脏再生(https://www.daowen.com)
2011年，萨德克（Sadek）博士所在团队发现，在出生后第一周内切除小鼠心脏的心尖部分，心尖会成功地重新生长出来，并且在小鼠成年后不会伴随有任何纤维化和心功能的障碍（见图2）。相反，如果小鼠出生超过一周，小鼠心脏即便是切除少量组织也不会有大量的心肌再生，并且会造成不可逆转的损伤。更重要的是，通过利用转基因小鼠的技术，他们首次证明了新生成的心肌细胞来源于已存在的心肌细胞。
2013年，李（Lee）所在的实验室通过两种不同的方法——伴随稳定同位素标记的基因图谱追踪法和多种同位素成像质谱（MIMS）法的结合使用，揭示出当处于正常衰老情况时，心肌细胞的一个较低比例的发生是通过已存在的心肌细胞的分裂而产生的。然而，当靠近心肌梗死区域时，心肌细胞的发生比例会提高4倍。在正常衰老情况下和心脏受到损伤时，细胞周期活力导致了多倍体和多核化，但是也产生了新的双倍体和单核的心肌细胞。
2014年，阿德哈里（Reza Ardehali）研究团队又将对心脏自我更新来源的研究推进了一步。尽管之前的研究人员已经利用14C标记法检测出心肌细胞的增殖情况，但是这种方法的准确性具有一定的争议性。为了解决这种检测问题，该研究团队创建了一种新型的遗传方法，并将其称为马赛克分析双标记（MADAM），用以首次直接测量小鼠模型中心脏细胞的分裂情况。他们发现心肌细胞分裂是有限的、终身对称的，心肌细胞的分裂每年仅不到1%。阿德哈里认为，这是显示心脏再生力量非常有限的最有说服力的和直接的方式之一，是一个非常令人兴奋的发现，因为他们希望利用这些知识最终使心脏组织能够再生，其目的是确定参与心肌细胞对称分裂的分子途径，以及在疾病或受伤后使用它们来诱导再生补充心脏肌肉组织。该研究结果对于研究心脏组织的再生修复具有十分重要的意义。
之前发现新生动物的心脏具有完全的自愈能力，而成年后的心脏则丧失了这种能力。在2014年，得克萨斯大学西南医学中心的研究人员进一步揭示了在成年期心脏丧失其惊人再生能力的关键因素——氧气。众所周知，心脏的一个重要功能就是负责泵出全身循环的富含氧的血液，而氧气是一种高度活化的氧化剂和非金属元素，与其他的化合物相结合后很容易形成有毒的物质。当新生儿出生后，暴露在高浓度的氧气的环境下，会使得线粒体生成大量氧自由基，从而导致了DNA损伤的加强，DNA的损伤反应又诱导了心肌细胞的细胞周期的阻滞。萨德克博士认为，了解在新生儿中心脏是如何再生的这一关键机制，使他们有可能找到一些方法重新唤醒成年哺乳动物心脏的这种再生能力。成年哺乳动物心脏损伤后不能够再生一直都是心血管疾病治疗的重要难题。如果探索出是什么导致了心肌细胞周期阻滞，则有可能针对其挖掘出新的应对细胞周期阻滞的解决方法，甚至能开发使心肌细胞增殖的有效治疗方案。
2015年，中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所周斌课题组在国际知名学术期刊《发育》（Development）上发表论文，称他们发现当面对损伤后引起的心肌肥大时，转录因子GATA4及其调控的一个因子FGF16参与并促进了心脏的修复。他们进而对这两个基因做功能学实验，敲除新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因，其心脏就丧失了再生能力。而当使其下游FGF16过表达时发现，出现损伤时，这个基因可以一定程度抑制病理性心肌肥厚，并且维持了心肌细胞的增殖能力。这项研究进一步从分子水平为心脏再生医学领域提供了新的研究思路和实验基础。