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2020年终巨献:心血管疾病研究领域重要研究成果解读!

来源:本站原创 2020-12-31 10:11

时光匆匆,转眼间2020年已经接近尾声,迎接我们的将是崭新的2021年,在即将过去的2020年里,科学家们在心血管疾病研究领域依旧取得很多重要研究突破,本文中,小编就对本年度科学家们在该领域取得的重磅级研究成果进行整理,分享给大家!

图片来源:CC0 Public Domain

【1】Heart:富含高水平植物成分及低水平红肉或家禽的“绿色”地中海饮食模式或有利于机体心血管和代谢健康

doi:10.1136/heartjnl-2020-317802

近日,一项刊登在国际杂志Heart上的研究报告中,来自古里安大学等机构的科学家们通过研究发现,相比传统地中海饮食模式而言,一种包含较多植物成分及较少红肉或家禽成分的绿色地中海饮食方式对于人群机体心血管和代谢健康或许要更好,至少在男性群体中是这样。地中海饮食富含基于植物的生物,其与心脏病、中风和糖尿病风险较低直接相关,而且这种饮食方式目前已经成为了预防冠心病的主要膳食指南。

研究者表示,地中海饮食模式所产生的有益效应或许与其含有高水平的多酚类物质、健康脂肪和纤维摄入量以及低水平的动物蛋白质摄入有关;研究人员想通过研究阐明是否这种饮食的绿色版本对机体健康更加有利,即含有较多的绿色植物食物来源且红肉的水平较低。文章中,他们将294名平均年龄在51岁的久坐及中度肥胖人群(BMI为31)随机分为三个饮食组,第一组参与者接受了增强体育锻炼和实现健康饮食的指导;第二组接受了相同的体育锻炼的指导,同时还被建议遵循限制热量的传统地中海饮食方式,即男性每天1500-1800千卡,女性每天1200-1400千卡,这种饮食方式含有简单的碳水化合物、富含蔬菜,同时利用家禽和鱼类来代替红肉,还含有每天28g的核桃。第三组参与者接受体育锻炼的指导,同时还被建议遵循一种热量限制的绿色地中海饮食模式,这种饮食模式也包括每天28g的核桃,同时参与者避免摄入红肉或加工肉类,摄入较多的植物性物质;此外,其还包括每天3-4杯绿茶和100克冷冻的水生植物无根萍(Wolffia globosa,富含高蛋白),同时该组参与者以绿色植物蛋白奶昔来替代部分动物蛋白质。

【2】The Lancet子刊解读!Ω-3和Ω-6多不饱和脂肪酸的摄入和代谢对人群患心血管代谢疾病的影响和临床意义

doi:10.1016/S2213-8587(20)30148-0

存在于不同脂质分子中的脂肪酸是人群日常膳食脂肪的主要成分,而膳食脂肪酸的物理特性、营养和健康效应在很大程度上依赖于脂肪酸各组分的类型和比例,最主要的脂肪酸要么是饱和脂肪酸,要么就是含有碳碳双键的脂肪酸,比如含有一个双键的单不饱和脂肪酸以及含有两个甚至更多双键的多不饱和脂肪酸(PUFAs);尽管富含饱和脂肪酸(比如肥肉、乳制品、椰子油等)和单不饱和脂肪酸(某些植物油和肉类等)是食物有助于促进机体对这些脂肪酸的摄入,相比之下,PUFA亚油酸和α-亚麻酸仍然是必需的脂肪酸,其主要来源于植物油、坚果和种子等。近日,一篇发表在国际杂志The Lancet Diabetes & Endocrinology上题为“Intake and metabolism of omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids: nutritional implications for cardiometabolic diseases”的研究报告中,来自德国糖尿病研究中心等机构的科学家们通过研究分析了影响去饱和酶的非遗传决定因素,这些因素或许会潜在改变机体组织对PUFAs的可用性,此外,研究人员还在机体摄入PUFAs的背景下讨论了改变去饱和酶活性所产生的后果,即阐明了基因-饮食之间的相互作用以及其所产生的临床和公共健康影响。

有研究证据表明,Ω-3 PUFAs和Ω-6 PUFAs的摄入与心血管代谢疾病(cardiometabolic  diseases)发生直接相关,研究者表示,补充长链Ω-3 PUFAs能降低参与者心肌梗死、冠心病、动脉粥样硬化性心血管疾病的死亡风险,且患者死亡风险的降低与摄入剂量呈线性相关性。根据一项最新的Meta分析,补充长链Ω-3 PUFAs能让个体冠心病死亡风险和冠心病发生事件下降大约10%,而对总的动脉粥样硬化性心血管疾病事件和中风的风险并无明显影响。目前多项试验评估了利用富含降胆固醇的PUFAs来替代乳制品和肉类中的饱和脂肪酸对人群患动脉粥样硬化性心血管疾病和死亡风险的影响,2018年发表的一篇综述报告指出,利用Ω-6 PUFAs来替代饱和脂肪酸或能帮助降低人群患心肌梗死的风险,尽管其对改善人群总体的动脉粥样硬化性心血管疾病风险并无明显益处。

【3】Nat Biomed Engine:科学家有望利用人工智能技术来预测人群患心血管疾病的风险

doi:10.1038/s41551-020-00626-4

近日,一项刊登在国际杂志Nature Biomedical Engineering上的研究报告中,来自新加坡全国眼科中心等机构的科学家们通过研究开发了一种新方法利用人工智能技术来预测个体患心血管疾病的风险,文章中,研究者描述了如何利用视网膜血管扫描作为深度学习系统的数据源,从而教会该系统如何识别人群患心血管疾病的迹象。

100多年来,临床医生一直会观察病人的眼睛来寻找其视网膜血管的变化,这些变化能够反映个体在一段时间内遭受高血压所带来的影响,而诸如这种影响或许是心血管疾病即将发生的征兆,而随着时间推移,医学科学家们就开发出了特殊仪器来帮助眼科大夫更好地观察眼睛中最容易受到高血压影响损伤的部分,并能将其作为诊断高血压患者的一个关键部分,但诸如此类工具仍然需要医疗专业技术人员对患者的诊断做出最后的决定,这项最新研究中,研究人员就能够教会人工智能系统识别人群机体出现的相同类型的症状,其并不需要人类人为地干预。

【4】JAMA Int Med:遵循多种健康的饮食模式或能有效降低机体患心血管疾病的风险

doi:10.1001/jamainternmed.2020.2176

近日,一项刊登在国际杂志JAMA Internal Medicine上的研究报告中,来自哈佛大学陈曾熙公共卫生学院等机构的科学家们通过研究发现,坚持多种健康的饮食方式或能帮助有效降低机体患心血管疾病的风险;本文研究支持了《2015-2020年的美国饮食指南》,该指南重点突出了人群的健康饮食方式,而不是单一的食材和营养物质,从而就能更好地说明多样化的文化及个人的饮食传统和偏好。

研究者Zhilei Shan表示,尽管每种健康饮食模式代表了不同的饮食成分组合,但我们的研究结果表明,更为严格地遵守我们所观察的四种健康饮食模式或能有效降低机体患心血管疾病的风险,而且对不同民族和种族人群的健康益处都是持久的。很少有研究分析坚持推荐的健康饮食模式如何影响长期机体患心血管疾病的风险,这项研究中,研究人员就重点关注了四种健康饮食模式的饮食评分,包括健康饮食指数—2015(HEI-2015)、地中海饮食替代评分(AMED)、健康植物性饮食指数(HPDI)和替代饮食健康指数(AHEI);尽管评分方法不同,每一种饮食模式都强调人们要摄入高水平的全谷物、蔬菜、水果、豆类和坚果,同时减少摄入红肉、加工肉类和含糖饮料。

【5】Cell:震惊!发现肠道微生物代谢物会增加心血管疾病风险!

doi:10.1016/j.cell.2020.02.016

近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自克利夫兰诊所的研究人员通过研究识别出了一种肠道微生物的副产品--苯乙酰谷氨酰胺(PAG)--与心血管疾病的发展有关,包括心脏病、中风和死亡。苯丙氨酸是一种存在于许多食物中的氨基酸,包括以植物和动物为基础的蛋白质来源,如肉类、豆类和大豆。勒纳研究所心血管与代谢科学系主任、米勒家族心脏血管胸科研究所预防心脏病和康复科共同主任Stanley Hazen领导的研究小组发现当苯丙氨酸被肠道内的微生物分解后,它产生的副产品(代谢物)PAG最终会出现在血液中,导致心脏病。

研究者表示,在过去的十年里,有越来越多的数据表明,肠道微生物在健康中扮演着重要的角色,尤其是在它与心脏病相关的时候,我们发现,血液中的PAG会以几种不同的方式增加心血管疾病的风险。通过对5000多名患者3年多的样本进行分析,研究人员发现,PAG水平升高可以预测哪些患者将来会经历心脏病发作和中风等不良心脏事件,还可以预测2型糖尿病患者(心血管疾病的独立危险因素)。动物模型和微生物移植研究表明,肠道微生物产生的PAG在驱动心血管疾病中发挥重要作用。

图片来源:The Conversation

【6】BMJ:40多万人13年追踪研究结果 鱼油补充剂或与全因死亡率及心血管疾病死亡风险下降直接相关!

doi:10.1136/bmj.m456

日前,一篇发表在国际杂志BMJ上的研究报告中,来自南方医科大学等机构的科学家们通过研究发现,有规律地摄入遇有补充剂或能降低死亡和心血管事件的风险,比如心脏病发作和中风等;后期研究者还需要深入研究来揭示达到临床意义的疗效到底需要多大剂量的补充剂。

鱼油是英国和其它发达国家最流行的膳食补充剂,有研究证据表明,鱼油中Ω-3脂肪酸能帮助有效预防心血管疾病并降低死亡率,但目前研究人员仍然缺少明确的证据;为了深入阐明其中的关联,研究人员对来自英国生物样本库中的数据进行了分析,研究共纳入了2006-2010年间427,678名40-69岁之间、未患心血管疾病或癌症的男性和女性,研究人员让其完成了关于膳食补充剂(包括鱼油)摄入情况的调查问卷。

【7】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。

【8】The Lancet:药物组合或有望帮助预防心力衰竭

doi:10.1016/S0140-6736(20)30748-0

日前,一项发表在The Lancet杂志上的研究报告指出,许多心力衰竭患者如果同时服用多种新药,可能会多活几年。研究人员估计,如果给某些心力衰竭患者开一种四药组合的治疗方案,包括三种最近证实有效的治疗方案,与患者通常使用的治疗方案相比,可以让他们多活六年。研究者表示,他们的研究确实为鸡尾酒疗法提供了有力的证据。这四种药物的联合使用有望让病人远离医院,活得更久。

心力衰竭是一种慢性疾病,心脏肌肉不能有效地泵血来满足身体的需求,导致的症状包括疲劳、呼吸困难和腿部肿胀。这项新研究重点关注的是患有心力衰竭且射血分数降低的患者,射血分数是指每次收缩时心脏排出的血液量。大约一半的心力衰竭患者会受到射血分数降低的影响。长期以来,这些患者的标准药物治疗方案是使用beta抑制剂加ACE抑制剂或血管紧张素II受体阻滞药(ARB)。这三种药物通过不同的机制降低血压和减轻心脏负荷。

【9】BMJ:4万多名参与者30年追踪研究结果!利用高质量的植物性饮食来替代红肉饮食或有望降低人群患冠心病的风险!

doi:10.1136/bmj.m4141

近日,一项刊登在国际杂志BMJ上的研究报告中,来自哈佛医学院等机构的科学家们通过研究表示,利用高质量的植物性饮食(比如豆类、坚果或大豆)来替代红肉或许与人群冠心病(CHD,coronary heart disease)发病风险降低直接相关。同时利用全谷物和乳制品来代替红肉、利用鸡蛋来代替加工红肉也能够降低人群冠心病的发病风险。

大量研究证据表明,大量摄入红肉,特别是加工红肉,与人群死亡风险和主要慢性疾病(包括冠心病等)风险增加直接相关。研究者指出,不一致的研究结果通常不能将红肉与其相似的蛋白质和能量来源进行比较。为了解决研究设计和分析中出现的这些问题,研究人员分析了总的、加工的和未加工的红肉与人群冠心病风险之间的关联,同时还评估了利用其它蛋白来源来代替红肉对冠心病风险的影响效应。

【10】Science子刊:临床前研究表明外泌体治疗可改善心脏病发作后的康复

doi:10.1126/scitranslmed.aay1318

科学界早就知道,通过注射心肌细胞、内皮细胞和平滑肌细胞的混合物,可以改善实验性心脏病发作后的恢复情况,然而由于移植和保留效果不佳,治疗效果是有限的,而且人们担心潜在的肿瘤发生和心律失常。如今,在一项在猪身上开展的新研究中,来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校、中国同济大学医学院和法国巴黎大学的研究人员发现利用由人诱导性多能干细胞(hiPSC)产生的心肌细胞、内皮细胞和平滑肌细胞的混合物天然分泌的外泌体(exosome)实现的再生效益相当于注射由hiPSC产生的心脏细胞(hipsC-CC)。相关研究结果近期发表在Science Translational Medicine期刊上。

外泌体是膜包围的胞外囊泡,含有生物活性蛋白、RNA和microRNA。外泌体参与细胞与细胞之间的交流是众所周知的,它们作为潜在的临床治疗方法被积极研究。研究者表示,hiPSC-CC分泌的外泌体(下称hiPSC-CC外泌体)是无细胞的,因此它们可能让医生能够利用hiPSC-CC的心脏保护和修复特性,同时避免与致瘤风险、细胞储存、运输和免疫排斥相关的复杂性。基于此,hipsC-CC外泌体改善了心肌恢复,同时也不会增加心律失常并发症的频率,从而可能为心肌损伤提供了一种细胞治疗选择。

图片来源:Frontiers in Cardiovascular Medicine

【11】Nature:有史以来最详细地构建出人类心脏的细胞和分子图谱 有助开发个性化的心脏病治疗方法

doi:10.1038/s41586-020-2797-4

在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院、布莱根妇女医院、英国韦尔科姆基金会桑格研究所、伦敦帝国理工学院和德国马克斯-德尔布吕克分子医学中心等研究机构的研究人员构建出健康的人类心脏的详细细胞和分子图谱,以了解这一重要器官如何发挥功能并阐明心血管疾病的问题所在。相关研究结果发表在Nature期刊上。

这些作者分析了近50万个细胞,建立了迄今为止最全面的人类心脏细胞图谱。该图谱显示了细胞的巨大多样性,并揭示了心肌细胞类型、心脏保护性免疫细胞和错综复杂的血管网络。它还预测了这些细胞如何进行交流以保持心脏正常工作。这项研究是“人类细胞图谱(Human Cell Atlas)”计划的一部分,该计划旨在绘制人体的每一种细胞类型。新的有关心脏的分子和细胞知识有望让人们更好地了解心脏疾病,并指导开发高度个性化的治疗方法。这些作者表示,这项研究也为在未来开发出基于再生医学的疗法奠定了基础。

【12】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。

【13】Nature:揭示肾上腺素激活心脏电压门控钙通道机制,有助开发治疗心脏病的新方法

doi:10.1038/s41586-020-1947-z

我们都感受到了肾上腺素冲击的影响。在身体准备对抗或逃离无论是真实的还是想象的威胁时,心跳加速,呼吸加快,肌肉绷紧。肾上腺素在引发战斗或逃避反应(fight-or-flight response)中的作用是生物学中研究最深入的现象之一。然而,这种激素如何刺激心脏功能的确切分子机制仍不清楚。如今,在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院和哥伦比亚大学的研究人员解决了长期以来一直存在的一个谜团,即肾上腺素如何调节一类关键的负责启动心脏细胞收缩的膜蛋白---电压门控钙通道。相关研究结果发表在Nature期刊上。

这些研究人员通过使用一种称为邻近蛋白质组学(proximity proteomics)的技术,发现在正常条件下,一种名为Rad的蛋白质会抑制钙通道的活性。当心脏细胞暴露于一种模拟肾上腺素的药物时,Rad从钙通道释放出来,从而导致这种钙通道活性的增加和更强的心脏跳动。这些发现提供了肾上腺素如何刺激心脏的机制描述并为心血管药物发现提供新靶标。

【14】Science子刊:DPP4抑制剂有望治疗冠心病患者的动脉粥样硬化

doi:10.1126/scitranslmed.aav8824

在一项新的研究中,来自英国、希腊和德国的研究人员找到了一种治疗与心脏病相关的胰岛素诱导性血管损伤(insulin damaged blood vessels, 由胰岛素引起的血管损伤)的新方法。相关研究结果发表在Science Translational Medicine期刊上,在这篇论文中,他们描述了他们如何在多名心脏手术患者中研究血管,以及他们通过这样做学到了什么。

动脉粥样硬化是一种动脉疾病,其特征是动脉内壁堆积着脂肪斑块,这可导致血压升高、心脏病发作和中风。先前的研究提示着胰岛素可以促进糖尿病患者出现动脉粥样硬化---但是到目前为止,人们仍然不清楚这是如何实现的。同样让治疗变得更加复杂的是,在接受药物治疗控制胰岛素水平的糖尿病患者中,动脉粥样硬化是不能逆转的。在这项新的研究中,这些研究人员对接受冠状动脉搭桥手术的动脉粥样硬化患者的血管进行了研究,以更好地了解这种疾病。

【15】Sci Trans Med:新研究揭示衰老与动脉粥样硬化之间的关系

doi:10.1126/scitranslmed.aaw1868

人类基因组中大约75%不具有编码蛋白质的功能。但是,基因组的这些非编码区域并不是简单的“垃圾”序列。近日,由哈佛大学心血管医学系Mark Feinberg教授等人揭示了非编码基因在动脉粥样硬化形成中的作用。动脉粥样硬化是一种因血管变硬变窄,阻碍血液流动并导致心脏病发生的疾病类型。在该研究中,Feinberg及其同事使用一种临床前的动脉粥样硬化模型,发现了一个长的非编码RNA(lncRNA)在疾病发生中的作用,这可能为动脉粥样硬化的新疗法指明了方向,相关研究结果发表在了Sciene Translational Medicine杂志上。

我们找到了控制血管壁衰老的新因子,它并非传统的基因或蛋白质,而是非编码序列的一部分。我们对胆固醇和炎症在心脏病发生中的重要性有很多的发现,这一新发现使得我们需要仔细考虑非编码基因如何影响心血管疾病的发生以及能否开发新的治疗方法。文章中,研究人员使用了一种动脉粥样硬化小鼠模型,其中小鼠在12周时开始出现动脉粥样硬化病变。研究人员从血管壁最内层分离出RNA,并查看了整个基因组的表达情况,以寻找在疾病进展或消退过程中哪些基因的活性发生变化。最终,作者找到了其中最有活力的,叫做SNHG12的基因,它编码产生长链RNA分子,但并不编码蛋白质。该RNA分子在包括人类,猪和小鼠在内的多种物种中发现。(生物谷Bioon.com)

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