《自然心血管研究》:一个让你怦然心动的发现


  发布日期: 2024年09月10日

  来源:AAAS

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《自然心血管研究》:一个让你怦然心动的发现

20世纪60年代末,魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的三位研究人员开发了几种称为共聚物的类蛋白质分子,他们认为这种共聚物会在实验动物身上引发一种类似多发性硬化症的疾病。科学家们——Michael Sela教授、Ruth Arnon教授和Dvora Teitelbaum博士——惊讶地发现共聚物不但没有引起这种疾病,反而治愈了它;其中一种分子成为广泛使用的药物科帕松。

半个多世纪后,在今天发表在《自然心血管研究》上的一项新研究中,魏茨曼大学分子细胞生物学系的一个研究小组,由Eldad Tzahor教授和Rachel Sarig博士领导,揭示了Copaxone也可能促进心脏病发作后的恢复。

当部分心肌的血液供应被切断时,心脏病就会发作。除非这种供应得到迅速更新,否则心肌细胞就会开始死亡。不像骨骼肌和其他可以从损伤中恢复的组织,心肌细胞不会分裂,也不会用新的肌肉代替死细胞。相反,心脏的成纤维细胞(即纤维细胞)在受损区域迅速分裂,并形成一个蛋白质纤维网络,用疤痕组织取代受损细胞。这种组织保证了心脏的完整性,但降低了心脏收缩和泵血的能力。因此,从长远来看,心脏病发作会增加患心力衰竭的几率。心力衰竭是一种慢性疾病,即心脏无法满足身体的所有需求,最初是在体力消耗期间,后来甚至是在休息时。全球约有6400万人患有心力衰竭。

在过去的十年中,免疫系统对心脏损伤的反应已被证明直接参与心脏的恢复和康复。但是,当这种反应引发的炎症未能消退并变成慢性炎症时,损害会变得更严重,并可能导致心力衰竭。由于已经确定Copaxone可以改变免疫系统中细胞的组成及其释放的蛋白质,从而抑制炎症,Sarig想知道是否有可能使用这种药物来研究免疫系统如何影响心脏病发作后的恢复。

在这项新的研究中——由Sarig和两个来自Tzahor实验室的学生,医生Gal Aviel博士和Jacob Elkahal领导——研究人员通过每天腹腔注射Copaxone治疗患有心脏病的老鼠。超声心动图显示,这种药物改善了受损小鼠心脏的功能,每次心跳时,它们的心脏腔向大动脉输送了更多的血液,而大动脉又向其他器官输送了更多的重要血液。治疗组小鼠瘢痕面积相对较小;此外,仅在未接受治疗的小鼠中观察到覆盖至少30%左心室的大疤痕。心脏病发作的人并不总是立即去急诊室,但研究人员发现,即使在心脏病发作后24至48小时开始治疗,科帕松对小鼠也是有效的。

研究的下一阶段是在大鼠模型中测试这种治疗方法,但这次研究人员在心脏病发作近一个月后开始治疗,当时大鼠已经患有慢性心力衰竭。在两个月的治疗结束时,每次心跳时泵出的血液百分比平均上升了30%,心脏收缩能力——心室收缩的能力——提高了近60%。治疗结束一个月后,血液泵送继续改善,心脏收缩力持续改善。因此,在试图回答一个基本的科学问题——免疫系统在多大程度上影响心脏康复——的同时,科学家们发现了治疗一种常见心脏病的一种有希望的新可能性。

令他们惊讶的是,研究小组还发现,这种药物不仅通过影响心脏受损区域免疫系统细胞的组成,而且显然还通过直接保护心肌细胞本身起作用:他们发现,在不含免疫细胞的组织培养中,Copaxone可以保护心肌细胞。在后期,这种治疗还阻止了形成疤痕组织的纤维细胞的分裂,并促进了新血管的产生。

“用Copaxone治疗不会导致心肌细胞分裂,”Sarig解释说。“它有助于现有细胞的存活和有效收缩,促进供应细胞的血管的生成,延缓疤痕组织的形成。”鉴于他们有希望的实验室结果,Weizmann的科学家们,与Aviel和其他临床医生一起,与耶路撒冷哈达萨医疗中心的Offer Amir教授和Rabea Asleh教授合作,进行了一项2a期临床试验,检查皮下注射Copaxone对心力衰竭患者的有效性。

这项试验的结果尚未公布,但预计它们将显示炎症和心脏损伤指标的快速改善。“由于Copaxone的专利已经过期,我们发现很难在制药行业找到合作伙伴来继续这项研究,”Tzahor说。“尽管如此,与开发新药相比,将现有药物重新用于新用途既快速又便宜,我希望一些捐赠者或组织能够接受挑战。”

 

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