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9月29日世界心脏日 关注心脏健康!这些研究成果值得一读!

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来源:本站原创 2020-09-28 21:56

2020年9月28日是第21个世界心脏日,今年世界心脏日的活动主题为“ USE TO BEAT”,本文中,小编整理了多篇重要研究成果共同聚焦心脏健康重要研究成果,分享给大家!图片来源:Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.031【1】Cell:重大进展!巨噬细胞网络维持心脏中的心肌细胞健康doi:10.1016/j.c

2020年9月28日是第21个世界心脏日,今年世界心脏日的活动主题为“ USE TO BEAT”,本文中,小编整理了多篇重要研究成果共同聚焦心脏健康重要研究成果,分享给大家!

图片来源:Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.031

【1】Cell:重大进展!巨噬细胞网络维持心脏中的心肌细胞健康

doi:10.1016/j.cell.2020.08.031

在一项新的研究中,来自西班牙国家心血管病研究中心(CNIC)的研究人员发现一种细胞清洁系统,这是保持心脏健康的关键。这种机制使得心脏的收缩性细胞(心肌细胞)将受损的组分释放到细胞外面,形成称为exopher的颗粒。这些颗粒随后被生活在心脏内部的巨噬细胞网络摄取,这些巨噬细胞负责在它们引起心脏炎症之前将它们清除。相关研究结果发表在Cell期刊上。

这项研究汇总了五年多的研究结果。它提供的新见解表明,在某些情况下,心脏功能障碍可能来自于常驻免疫细胞的缺陷,而不是心肌细胞。这一发现对心脏病的诊断和治疗具有重要意义。到目前为止,人们的假设是,大多数细胞可以自行处理或循环利用它们的废弃物。然而,在这项新的研究中,CNIC研究团队发现,在心脏中,这一过程需要两类细胞的密切协作,这样物质就会从心肌细胞转移到邻近的巨噬细胞,而巨噬细胞最终负责处理废弃物。巨噬细胞是具有高度吞噬能力的细胞,它们的功能主要是在炎症和疾病中研究的。然而,我们如今知道它们也是大多数健康组织的一部分,并且它们在这些组织的日常功能中发挥着关键作用。”

【2】Nature:揭示心肌纤维形状影响心脏功能和心力衰竭发生的分子机制

doi:10.1038/s41586-020-2635-8

近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自冷泉港实验室等机构的科学家们通过研究分析了位于心脏内表面肌纤维复杂网状结构的功能,相关研究结果揭示了心肌形状影响心脏功能和心力衰竭发生的分子机制。对于人类而言,心脏是第一个发育的功能性器官,其在受孕仅四周就开始自发跳动了,而在发育早期,心脏会生长出一种复杂精细化的肌纤维网,即心肌小梁结构(myocardial trabeculae),其能形成心脏内表面的几何图样,同时心肌小梁还被认为能帮助心脏供氧,但自从16世纪以来,该结构在成年人机体中所扮演的角色就一直是一个谜题。

研究者Hannah Meyer表示,本文研究深入揭示了心肌小梁结构的重要性,也许更重要的是,我们展示了一个真正的多学科研究团队的价值,只有将遗传学、临床研究和生物工程学相结合,研究人员或许才能够解释心肌小梁在成人心脏功能发挥过程中扮演的关键角色。为了理解心肌小梁的角色和发育过程,研究人员利用人工智能技术对2.5万和心脏MRI图像以及相关的心脏形态和遗传数据进行了分析,相关研究成果揭示了心肌小梁的工作机制和发育过程,以及其形状的改变如何形成个体心脏病的发生。

【3】JAHA:探究含糖饮料、不加糖饮料和人工甜味剂饮料对心脏代谢风险的影响

doi:10.1161/JAHA.119.015668

在一项新的随机对照临床试验中,来自美国波士顿儿童医院的研究人员旨在比较习惯性饮用SSB的成年人饮用SSB、ASB和USB的效果。他们猜测作为SSB的替代品,相比于ASB,USB将在心脏代谢风险因素、体重、脂肪含量和甜度偏好方面引起更大的减少。考虑到中心型肥胖(central adiposity)与胰岛素分泌之间的关系,他们还探讨了用ASB或USB替代SSB是否会对躯干脂肪含量(trunk fat mass)高的人特别有益,相关研究结果发表在JAHA期刊上。

这些作者将203名习惯性饮用SSB的成年参与者(121名男性,82名女性;参与者保留率为91.6%)随机分配到3组:SSB组(67人)、ASB组(67人)和USB组(69人),并将SSB、ASB或USB免费送到他们家中,为期12个月。主要指标为血清甘油三酯(TG)与高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)比值(TG:HDL-C),次要指标为体重和甜度偏好(实验评估,0%~18%蔗糖溶液)。TG:HDL-C从基线到12个月的变化在组间无显著差异(P=0.65)。同样,稳态模型评估变量(胰岛素敏感性,P=0.38;β细胞功能,P=0.49)、体重(P=0.66)、脂肪含量(P=0.27)和其他指标的变化在组间无显著差异。

【4】Circulation:科学家识别出能调节心脏异常生长的关键因子

doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046356

人类的心脏就像一块海绵,其能够膨胀并生长,从而就会增加其吸收血液的能力,从理论上来讲,一个增大的心脏也能够比一般尺寸的心脏以更大的能量挤压出更多血液,但实际上,对于大多数人而言,这种称之为心脏肥大(cardiac hypertrophy)的生长或许是并不正常的信号。心脏肥大是多种因素引起的,尤其是高血压,当前的疗法仅能减缓这一不可避免的过程,但随着时间延续,海绵状的心肌就会变得更厚以及更加僵硬,最终导致患者心力衰竭,这时候心脏就不再能够强有力地收缩并向全身泵送血液了。对驱动异常心脏生长的分子机制进行深入理解或许就有望逆转这一局面,近日,一项刊登在国际杂志Circulation上的研究报告中,来自天普大学等机构的科学家们深入研究了心脏中一种名为FoxO1的关键分子调节子,研究者首次发现,FoxO1能吸附并且激活心脏细胞中一系列基因的表达,从而导致生长信号的广泛增加,尤其是在心脏内部。

Jessica Pfleger博士表示,FoxO1是一种主要的转录因子,其能调节参与代谢和生长的基因的表达,然而在心脏中,FoxO1的活性或许与心脏生长的增加或减少紧密联系在一起,目前我们并不确定FoxO1的激活在心脏肥大的过程中会产生什么样的影响。阐明FoxO1在心脏中扮演的关键角色非常重要,这样制药公司就能锁定靶点来开发治疗心脏肥大的新型疗法,为了能够使得这些疗法更有效地发挥作用,研究人员就需要清晰阐明FoxO1的激活及其下游效应。

【5】Cell:揭秘心脏病发作后机体调节心脏疤痕组织生长的分子机制!

doi:10.1016/j.cell.2020.06.030

近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过对小鼠研究解释了为何有些人在心脏病发作后会比其他人留下更广泛的疤痕,研究者发现,一种名为5型胶原蛋白的特殊蛋白或在调节心脏疤痕组织的尺寸上扮演着关键角色,一旦形成,心脏疤痕组织将会终生存在,这就会降低心脏泵血的能力,从而增加剩余心肌的压力,疤痕组织尺寸越大的患者出现心率问题、心力衰竭和心脏猝死的风险就越大。

研究者Arjun Deb博士表示,两名心脏病发作程度相同的人最终会出现不同数量的疤痕组织,考虑到患者疤痕尺寸和存活率之间的关联,我们就想通过研究理解为何有些人心脏的疤痕组织要比其他人多,如果能够减少这种疤痕组织,研究人员或许就能提高患者的生存率。心脏病发作后,称之为成纤维细胞的结缔组织细胞就会分泌多种蛋白,这些蛋白结合在一起就会形成疤痕组织,这些蛋白质中绝大部分都是胶原蛋白,包括26型,其所有的功能就像胶水一样粘连在一起。

图片来源:JCI Insight

【6】JCI Insight:缓慢释放两种药物可以保护心脏免受心脏病伤害!

doi:10.1172/jci.insight.132796

在两个动物模型中,一种新的治疗方法减少了严重心脏病发作后的心脏损伤。与未接受治疗的实验对象相比,以缓释形式注射两种化学物质显着减小了死亡心脏组织的大小,也就是梗死灶,并改善了左心室的功能。急性心脏病发作后患者的死亡风险与梗塞的大小直接相关,所以减小梗塞的大小是有价值的。心脏病发作的病人形成疤痕组织来替代死亡和死亡的心肌组织,随着时间的推移,随着受损心脏挣扎着维持泵血能力,通常会出现进行性心力衰竭。阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)对这种新疗法的研究发表在JCI Insight上。

这两种化学物质是FGF1和CHIR99021(简称CHIR)。FGF1是一种成纤维细胞生长因子,CHIR是Wnt信号通路的激活剂,Wnt信号通路是一组信号转导通路,这个通路起始于通过细胞表面受体将信号传递到细胞内的蛋白质。这两种药物各自都显示出了一些好处,但从未进行过协同试验。

【7】深度解读!科学家们成功绘制出首个人类心脏神经元的3-D图谱!

doi:10.1016/j.isci.2020.101140

日前,一项刊登在国际杂志iScience上题为“A Comprehensive Integrated Anatomical And Molecular Atlas Of Rat Intrinsic Cardiac Nervous System”的研究报告中,来自托马斯杰斐逊大学等机构的科学家们通过研究绘制出了首张人类心脏神经元的3-D图谱;机体心脏的正常功能是由机体的控制中心—大脑,通过一种非常复杂的神经网络来维持的,当这种“交流”被干扰时就会诱发心脏病,包括心脏病发作、心源性猝死和血液供应问题等。作为一个额外的安全层,心脏有自己的“小型大脑”,称之为心脏内的神经系统(ICN,intracardiac nervous system),其能够监测并纠正交流过程中的任何障碍。

ICN对于支持心脏健康非常重要,其甚至能在心脏病发作时保护心肌免受损伤,但目前研究人员并不清楚ICN是如何发挥这些作用的,因为研究人员并不清楚组成ICN的神经元是如何进行组织的,以及其在心脏中的具体位置到底在哪里,这些神经元又是如何相互连接的以及其分子特性到底是什么。这项研究中,研究人员就通过研究以前所未有的细节回答了这些问题。

【8】Nature子刊重大突破!激活癌基因可以使心脏再生!

doi:10.1038/s41467-020-15552-x

研究人员试图关闭一种允许癌症扩散的基因,结果却出人意料地出现了180度大转弯。通过使小鼠心脏中该基因过度活跃和发挥功能,它们触发了心脏细胞的再生。由于成年人的心脏一旦受损通常无法自我修复,因此利用这种基因的力量代表着首次治愈心脏病的重大进展。

领导这项研究的剑桥大学药理学研究人员Catherine Wilson博士说:"这真的很令人兴奋,因为科学家们一直在努力让心脏细胞增殖。目前的心脏病治疗方法都不能逆转心脏组织的退化——它们只能延缓疾病的发展。现在,我们已经找到了一种方法,可以在老鼠模型上做到这一点。"在哺乳动物细胞中,细胞自我复制的细胞周期受到严格控制。当细胞开始不受控制地自我复制时,癌症就会发生,而Myc基因在这一过程中起着关键作用。众所周知,Myc在绝大多数癌症中都过于活跃,因此针对这种基因的研究是癌症研究中最优先考虑的问题之一。最近的许多研究都集中在试图控制Myc作为一种癌症治疗手段。

【9】npj Regen Med:揭秘干细胞如何修复心脏病发作后带来的心脏组织损伤

doi:10.1038/s41536-020-0091-6

近日,一项刊登在国际杂志npj Regenerative Medicine上的研究报告中,来自梅奥诊所的科学家们通过研究发现了一种机体心脏病发作后干细胞激活的心脏愈合机制,研究者发现,干细胞能将心肌组织恢复到心脏病发作之前的状况,这或许就为后期研究者阐明这些干细胞的作用机制提供了新的线索和思路。

研究者表示,人类心肌源性细胞(cardiopoietic cells)会将注意力集中在受损的蛋白质上,从而逆转因心脏病发作所引起的复杂变化,心肌源性细胞衍生自骨髓中的成体干细胞来源,Andre Terzic博士说道,心脏病所引发的变化范围太大,以至于心脏无法进一步修复或预防心脏病发作所带来的损伤,然而,值得注意的是,心肌源性干细胞疗法能够部分或完全逆转三分之二疾病所引发的改变,比如85%受疾病影响的细胞功能类别会对治疗产生积极的反应。本文研究或能帮助理解干细胞如何恢复心脏健康,这或能为干细胞在多种情况下进行更广泛的应用提供一定的框架。

【10】JCI Insight:免疫B细胞或在机体心脏发育和功能维护上扮演关键角色

doi:10.1172/jci.insight.134700

近日,一项刊登在国际杂志JCI Insight上的研究报告中,来自华盛顿大学医学院等机构的科学家们通过对小鼠进行研究发现,特定的免疫细胞或能帮助指导胎儿心脏的发育,同时早期在成人心脏跳动上也扮演着关键角色,相关研究结果或能帮助开发靶向作用某些形式心脏病的免疫疗法。

医学博士Luigi Adamo说道,此前研究人员并未描述过免疫系统B细胞的行为,B细胞和心脏血管内层组织之家似乎存在某种类型的相互作用,这项研究中,研究者就想通过研究开发针对多种类型心脏病的B细胞靶向性疗法。B细胞是我们所熟知的白细胞,其能作为机体的“哨兵”在血液中循环并制造抗体来抵御感染,因此,其并不被认为存在于机体健康组织中。(生物谷Bioon.com)

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