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

在最近發(fā)表在《循環(huán)》雜志上的一項研究中，威斯康星大學的團隊描述了它在心臟病發(fā)作后暫時阻斷一種關鍵代謝酶，從而在小鼠模型中成功改善了心肌功能。研究人員說，這種簡單的干預最終可以幫助人們在心臟病發(fā)作后恢復心臟功能。

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

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

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

先前的研究還表明，阻斷另一種稱為琥珀酸脫氫酶的細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胞代謝轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒?，從而促進心臟再生。

Mahmoud 的團隊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)作后心臟細胞的再生能力。治療不僅導致心臟完全再生，還恢復了心臟功能。

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，研究人員還測試了丙二酸是否可以像在年輕小鼠中一樣，恢復心肌梗塞后心臟再生的能力。他們發(fā)現(xiàn)它促進了新心臟細胞的產(chǎn)生，幫助將新血管帶入受梗塞損傷的區(qū)域，并導致心臟再生。它還強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。“成人心臟自我修復能力有限是心血管醫(yī)學的主要障礙，通常會導致心力衰竭。我們的研究表明，有可能改善梗塞后心肌的功能，這對患有收縮性心力衰竭的人來說是個好消息。”

在，心力衰竭仍然是一個重大問題。根據(jù)心臟協(xié)會的數(shù)據(jù)，2015-18 年間有 600 萬成年人受到心力衰竭的影響。這是一種慢性進行性疾病，會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 秒就有一個人心臟病發(fā)作。

研究人員表示，丙二酸以及一般對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，丙二酸導致小鼠心臟病發(fā)作兩周后琥珀酸水平升高，這表明它實際上促進了心臟的代謝重編程進入再生狀態(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，找到專門為心臟提供丙二酸治療的方法很重要。

“了解丙二酸對心臟以及其他組織的影響將是在將我們的研究結(jié)果應用于臨床治療心力衰竭之前的重要一步，”Mahmoud 說。“我們相信我們的發(fā)現(xiàn)是幫助數(shù)百萬面臨心力衰竭的人向前邁出的積極一步。”

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