威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，一種治療心力衰竭的新方法可以通過(guò)再生心肌來(lái)幫助恢復(fù)心臟功能。

在最近發(fā)表在《循環(huán)》雜志上的一項(xiàng)研究中，威斯康星大學(xué)的團(tuán)隊(duì)描述了它在心臟病發(fā)作后暫時(shí)阻斷一種關(guān)鍵代謝酶，從而在小鼠模型中成功改善了心肌功能。研究人員說(shuō)，這種簡(jiǎn)單的干預(yù)最終可以幫助人們?cè)谛呐K病發(fā)作后恢復(fù)心臟功能。

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的助理Ahmed Mahmoud 博士說(shuō)：“我們的目標(biāo)是在分子和細(xì)胞水平上獲得對(duì)心臟如何在損傷后自我修復(fù)的新認(rèn)識(shí)，看看是否有辦法將心臟功能恢復(fù)到早期狀態(tài)。” 醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院細(xì)胞與再生生物學(xué)教授。“我們知道，出生后心臟會(huì)發(fā)生代謝轉(zhuǎn)換，這會(huì)導(dǎo)致心臟再生能力的喪失。但我們不知道是哪些機(jī)制調(diào)節(jié)了這種代謝轉(zhuǎn)換。所以這就是我們開(kāi)始研究的地方。”

這種代謝轉(zhuǎn)換涉及對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生能量的方式的改變，從稱為糖酵解的過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榉Q為氧化磷酸化的過(guò)程。

早期的研究表明，當(dāng)心臟缺氧時(shí)，例如在心臟病發(fā)作期間，由細(xì)胞產(chǎn)生的一種稱為琥珀酸鹽的代謝化合物會(huì)在心臟中積累。這會(huì)引發(fā)一連串事件，導(dǎo)致有害分子(稱為活性氧)的產(chǎn)生，這些分子會(huì)損害心臟細(xì)胞。

先前的研究還表明，阻斷另一種稱為琥珀酸脫氫酶的細(xì)胞化合物可以防止琥珀酸的積累和隨后的損害。抑制該化合物還可以促使細(xì)胞代謝轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒?，從而促進(jìn)心臟再生。

Mahmoud 的團(tuán)隊(duì)研究了他們是否可以改變這種代謝轉(zhuǎn)換并保持心臟在受損后再生的能力。首先，他們專注于琥珀酸鹽，它在新生小鼠中減少了新心臟細(xì)胞的再生，并在心肌梗塞后引起 DNA 損傷。

然后，在年輕的老鼠身上，研究小組使用了一種叫做丙二酸的代謝物，它可以阻斷琥珀酸脫氫酶，看看它是否能保持心臟病發(fā)作后心臟細(xì)胞的再生能力。治療不僅導(dǎo)致心臟完全再生，還恢復(fù)了心臟功能。

為了確保效果是由于抑制了琥珀酸脫氫酶，研究小組使用了另一種抑制劑，一種稱為 Atpenin A5 的化合物，并發(fā)現(xiàn)與丙二酸產(chǎn)生的效果相似。

在成年小鼠中，研究人員還測(cè)試了丙二酸是否可以像在年輕小鼠中一樣，恢復(fù)心肌梗塞后心臟再生的能力。他們發(fā)現(xiàn)它促進(jìn)了新心臟細(xì)胞的產(chǎn)生，幫助將新血管帶入受梗塞損傷的區(qū)域，并導(dǎo)致心臟再生。它還強(qiáng)化了琥珀酸脫氫酶有助于心臟從氧化磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒獾陌l(fā)現(xiàn)。

“血管和心肌損傷都源于急性心血管事件，例如心肌梗塞，”Mahmoud 解釋說(shuō)。“成人心臟自我修復(fù)能力有限是心血管醫(yī)學(xué)的主要障礙，通常會(huì)導(dǎo)致心力衰竭。我們的研究表明，有可能改善梗塞后心肌的功能，這對(duì)患有收縮性心力衰竭的人來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。”

在，心力衰竭仍然是一個(gè)重大問(wèn)題。根據(jù)心臟協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2015-18 年間有 600 萬(wàn)成年人受到心力衰竭的影響。這是一種慢性進(jìn)行性疾病，會(huì)降低心臟良好泵血的能力。心力衰竭可能是由心肌梗塞引起的，每 39 秒就有一個(gè)人心臟病發(fā)作。

研究人員表示，丙二酸以及一般對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用值得更多研究。例如，在成年心臟中，丙二酸導(dǎo)致小鼠心臟病發(fā)作兩周后琥珀酸水平升高，這表明它實(shí)際上促進(jìn)了心臟的代謝重編程進(jìn)入再生狀態(tài)，而不是代謝物的積累。

琥珀酸脫氫酶也是一種腫瘤抑制因子，因此在心臟病發(fā)作的情況下更好地了解抑制它的含義很重要。此外，研究人員說(shuō)，找到專門(mén)為心臟提供丙二酸治療的方法很重要。

“了解丙二酸對(duì)心臟以及其他組織的影響將是在將我們的研究結(jié)果應(yīng)用于臨床治療心力衰竭之前的重要一步，”Mahmoud 說(shuō)。“我們相信我們的發(fā)現(xiàn)是幫助數(shù)百萬(wàn)面臨心力衰竭的人向前邁出的積極一步。”

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在研究丙二酸是否可以再生大型動(dòng)物的心臟，并正在努力更好地了解短暫的琥珀酸脫氫酶抑制的長(zhǎng)期影響。