为了验证心脏再生临床的可能性,科学家首先在动物身上进行实验。鱼类与人类的心脏结构不同,鱼类在损伤后可再生附件和内脏器官。斑马鱼行左室心尖部切除术后(约切除20%的心肌组织),其缺损部分可完全由新生的心肌细胞代替,而无疤痕形成。这表明斑马鱼的心脏具有很强的再生能力。随后科学家就斑马鱼再生心肌细胞的来源问题进行了研究,最终发现斑马鱼新生心肌是由存留下来的心肌细胞分裂而来,而非来自心脏祖细胞。
出生后的啮齿类动物也有一定程度的心脏再生能力。早在19世纪60年代,就有科学家在出生后的啮齿类动物心肌细胞中,观察到有丝分裂现象,但程度较低。最近有研究者借鉴斑马鱼心脏再生模型,切除出生后1天的乳鼠心室尖,结果发现其心肌再生的活跃程度与成年斑马鱼相似,并且其心肌收缩功能在术后8周恢复正常。但出生后7天的小鼠在行相同手术后却无法再生心肌组织,不能恢复正常的心脏收缩功能。进一步研究表明其再生心肌来源于分化后的心肌细胞。
这些研究表明哺乳动物在出生后非常短暂的时间窗内仍具有较强的心脏再生能力,但随着时间的推移,这种再生能力无论在正常还是损伤情况下均十分有限。