新化合物或能保护缺血性心脏病患者【凤凰彩票

2019-08-28 作者:科学技术   |   浏览(133)

科技日报东京2月28日电 日本理化学研究所日前宣布,他们的联合研究小组利用大鼠缺血性心脏病模型,开发出一种对心肌具有保护作用的化合物。

研究小组发现,在恢复心脏血流1小时后给老鼠服用这种药物,可以减少“50%以上”的再灌注损伤。

细胞凋亡是生物消除体内无用细胞的重要功能,被严格控制的细胞凋亡是生物体内被诱导的主要细胞死亡方式。但近年来发现,除细胞凋亡之外,还存在多种生物体内诱导细胞死亡。特别是由于外界伤害偶发的诱导细胞凋亡,是生物体内控制机构发生作用引起的细胞死亡。

然后他们设计了一些“高度选择性”的MAP4K4小分子阻滞剂,并证明它们的使用可以有效地保护人类心肌细胞免受“致命的实验伤害”。

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研究小组观察了氧化应激如何激活MAP4K4,以及提高蛋白质水平如何使心肌细胞对MAP4K4更敏感。另一方面,阻断这种蛋白质可以保护细胞免受压力导致的死亡。

心脏疾病是日本人继癌症之后的第二大死亡病因。缺血性心脏病是由于向心肌输送血液的血管发生堵塞,血流阻断引发的疾病,临床症状有心绞痛、心肌梗塞等。治疗此病需要疏通被堵塞的血管,消除缺血状态,但此时会发生缺血再灌注损伤,引起心律失常,诱发患者突然死亡。因此,保护由缺血再灌注而损伤的心肌,在缺血性心脏病治疗中非常重要,但目前少有有效治疗方法。

另一种可能性是,这种药物也可能有助于在无法快速获得恢复血液流动的治疗方法的地区,限制心脏病发作造成的心肌损伤。

新化合物或能保护缺血性心脏病患者 有助开发新药与疗法

根据美国疾病控制和预防中心的数据,美国大约有570万成年人患有心力衰竭。

缺血再灌注损伤不仅出现在心脏部位,在脑和肾脏等多种器官皆有发生。研究小组正在对IM化合物的作用机制进行解读。如能阐明缺血再灌注损伤的详细机理,除开发缺血性心脏病新治疗药物和疗法之外,还有助于开发出保护其他器官的方法。

减少氧化应激引起的细胞死亡

缺血再灌注损伤的详细机理尚未明确,一般认为是由于活性氧引起的氧化应激导致细胞坏死。

来自英国伦敦帝国理工学院的首席研究员Michael D. Schneider博士说:“目前还没有直接解决肌肉细胞死亡问题的疗法,这将是心脏病治疗的一场革命。”

此前,研究小组开发出控制氧化应激引发细胞凋亡的化合物IM-54。在此基础上,此次他们开发出IM-17,并发现该化合物可保护缺血再灌注损伤的心肌,在大鼠模型实验中明显控制了心律不齐引发的突然死亡。

施耐德博士和他的团队首次发现了MAP4K4在心脏病发作过程中的作用,通过诱导氧化应激,杀死心肌细胞。

一种实验性药物在限制心脏病发作对心脏造成的损害方面显示出巨大的潜力。它的目标是一种在心肌细胞死亡中起核心作用的蛋白质。

研究人员希望他们的发现将导致一种注射,医生可以给即将接受球囊血管成形术的人注射,以打开心脏病发作后堵塞的动脉。

心脏病发作是心肌梗死的俗称,意思是心肌组织因缺氧和缺乏营养而死亡。当血块阻塞了将富含营养和氧气的血液输送到心脏的动脉之一时,就会发生这种情况。

这种小分子药物可以阻断蛋白质MAP4K4,后者传递氧化应激信号,导致心肌细胞死亡和组织损伤。

细胞的丧失会损害心肌,导致心脏泵血效率降低。这会导致心力衰竭,也就是心脏无法泵出足够的血液来满足身体的需要。

他们使用化学物质在心脏细胞和人类心肌组织中诱导氧化应激,这些组织是由人类诱导的多功能干细胞培养而来的。

在他们的研究中,他们发现MAP4K4在心力衰竭患者的心脏组织中是活跃的,在心脏病发作后的小鼠中也是如此。

当它们得不到足够的氧气和营养时,心脏细胞就会感到压力,产生压力信号,最终死亡。

在老鼠身上的试验表明,这种药物可以显著减少心脏病发作造成的心脏损伤。

心力衰竭患者在日常活动中很吃力,很容易上气不接下气。他们几乎总是感到虚弱和疲倦,躺下时呼吸困难。其他症状包括体重增加和肿胀的脚,脚踝,腿和胃。

“许多心脏药物在临床试验中失败的一个原因可能是它们在临床之前没有在人体细胞中进行过测试。利用人类细胞和动物让我们对未来的分子更有信心。”--迈克尔·d·施耐德博士

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该团队认为,由于他们在使用人类干细胞开发的模型中测试了这种药物,它应该有很大的机会在人类临床试验中获得成功。

心脏病发作和心力衰竭

多亏了药物等治疗方法,比如打破血块和维持动脉畅通的支架,越来越多的人在心脏病发作中幸存下来。这意味着患有心力衰竭的人数也在增加。

在细胞实验之后,科学家们选择了一种候选小分子,并将其用于“进一步的小鼠概念验证研究”。

因此,虽然在心脏病发作后恢复血液流动至关重要,但也有必要增加限制这种“再灌注损伤”的治疗。科学家们寻找这种疗法已经有一段时间了。

在那里,他们还描述了他们如何从人类干细胞中培育心脏组织,并开发出一种“在培养皿中模拟心脏病发作”的方法来测试药物。

施耐德和他的团队在一篇发表在《细胞干细胞》杂志上的论文中报告了他们的发现。

首先在人类细胞上测试药物

心脏病引起心肌的应激信号也会在血流恢复后发生。

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