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细胞深处的差异可能解释了为什么有些病人从心力衰竭中恢复过来

Discovery could lead to new treatments

在慢性心力衰竭患者中,心脏不能像应有的那样有效地泵血. 这会使病人虚弱、疲倦、呼吸急促. The disease is life-threatening, 大约一半被诊断为慢性心力衰竭的患者在5年内死亡.

一些患者从植入的左心室辅助装置(LVAD)中获益。. 这种装置可以在每次心跳时增加心脏的供血量, 替衰弱的器官承担一些工作. 对于等待新心脏的患者来说,左心室辅助装置可以成为“移植的桥梁”, 或者它可以作为终身治疗永久植入.

Surprisingly, in some LVAD recipients, 这个装置使他们自己的心脏得以恢复并变得更强壮, but no one knew how this happened. Now, U of U Health的研究人员发现了大发娱乐心脏恢复的分子相互作用. Published in Cell Metabolism, 这一发现可能有助于开发早期治疗心力衰竭的新药物, 在病人需要左心室辅助装置或移植之前.

健康的心肌细胞需要能量来保持收缩和泵血, 这些能量是通过新陈代谢产生的, 在这些细胞内发生的一系列化学反应. 接受左心室辅助装置后功能恢复的患者, the researchers found, 产生了更多的一种叫做线粒体丙酮酸载体的代谢蛋白, or MPC. 这种蛋白质将丙酮酸分子运输到线粒体中,在线粒体中被氧化并为能量产生大发娱乐提供燃料. 没有它,丙酮酸就不能进入线粒体,而是停留在细胞质中. 在那里,它被转化为乳酸,作为储存能量以备将来使用的一种方式.

“这对大发娱乐来说非常有趣,”他说 Stavros G. Drakos, M.D., Ph.D., 心脏病专家和心血管研究主任为美国国立大学心脏病学健康部门, and senior author of the study. “线粒体丙酮酸载体尚未在心力衰竭的情况下进行检查."

MPC was first identified in 2012 by Jared Rutter, Ph.D., 犹他大学生物化学教授迪·格伦和艾达·史密斯为癌症研究捐赠主席. 德拉科斯和拉特在这个项目上合作,研究MPC是如何导致心力衰竭的.

大发娱乐认为它逆转了心力衰竭的代谢过程

 

In heart failure, when metabolism goes awry, 细胞开始膨胀并变大, 一种叫做心脏肥厚的疾病. “这类似于癌细胞中发生的那种生物质创造," explained Ahmad Cluntun, Ph.D.他是拉特实验室的博士后研究员,也是这项研究的第一作者之一. “与癌细胞不同,它们不能增殖,所以它们会积累生物量并变得更大."

通过在实验室心肌细胞中过表达MPC, 研究人员成功地逆转了心脏肥厚. 另一方面,消除MPC会导致肥大的发展. 基因改造后缺乏MPC的小鼠也出现了心脏肥厚和心力衰竭.

“这开启了基于MPC表达预筛查慢性心力衰竭患者的可能性," Drakos said. Patients with adequate MPC, he explained, 可以安全地等待,看看他们的心脏肌肉在左心室辅助器上是否恢复, rather than rushing into a transplant. 但这一发现也可能对在病情发展到需要左心室辅助装置之前治疗心力衰竭患者产生更广泛的影响.

新陈代谢是细胞内的推拉游戏,依赖于完美平衡的化学反应. 一种叫做MCT4的蛋白质在进行细胞代谢时与MPC相反. 生物技术公司Vettore Biosciences, which was founded by Rutter, has developed a drug that blocks MCT4, 并且正在研究它作为一种可能的癌症治疗方法. 当犹他大学的研究人员在实验室对心脏细胞进行测试时, and also in mice, 这种药物成功地减轻了心脏肥厚.

大发娱乐认为它正在逆转心力衰竭时的代谢程序," explained Rachit Badolia, Ph.D.他是德拉科斯实验室的博士后,也是这项研究的第一作者之一.

If the drug works in people, 它可以在患者达到终末期心力衰竭之前开给他们, 在心脏受到无法修复的损伤之前修复它. “大发娱乐将通过早期应用有效的治疗来改变疾病的自然进程," Drakos said.

目前,美国约有800万人患有心力衰竭, and approximately 550,000 new cases are diagnosed each year. 随着人口老龄化,慢性心力衰竭的发病率也相应增加. 德拉科斯说:“这种疾病代价高昂,致命,而且很常见。. “开发治疗这种疾病的方法是一项重大的公共卫生目标."

-Written by Caroline Seydel

这项研究得到了美国国立卫生研究院的资助 Thoracic Surgery Foundation, 美国胸外科协会格雷厄姆基金会, and the American College of Surgeons, 诺拉·埃克尔斯·特德韦尔基金会和美国心脏协会心力衰竭战略重点研究网络

Jared Rutter创立了Vettore Biosciences,这项研究的共同作者是Vettore Biosciences的员工.