点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:谁能修复“受伤”的心?
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

谁能修复“受伤”的心?

来源:《中国科学报》2021-02-26 10:11

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  我国每年发生急性心肌梗死的患者大约100万人。并且,急性心肌梗死的发生率和致死率在我国一直处于上升趋势。该病会造成大量的心肌细胞死亡,而心脏的再生能力非常弱,这些死亡的心肌细胞将由纤维疤痕替代,导致心律失常和心力衰竭。

  “通常尽早给予再灌注治疗,及时恢复冠状动脉血供被认为是临床治疗急性心肌梗死的‘ 首要目标’。”中科院上海营养与健康研究所研究员杨黄恬告诉《中国科学报》,不过,此举会对患者心脏造成“二次伤害”,医学上将其称为心肌缺血/再灌注损伤。

  杨黄恬将这种因心肌细胞损伤、减容形成的纤维疤痕形容为“心脏疤痕”,“它对心脏的影响是永久性的”。

  为此,杨黄恬和中科院上海硅酸盐研究所研究员常江思考,可否通过促进血管新生、逆转心肌细胞减容,缩小“心脏疤痕”甚至消除“心脏疤痕”?于是,两个课题组联合攻关,不断研究、反复试验,最终找到了解决办法。相关研究成果近日发表于《科学进展》。

  灵感突现

  常江告诉《中国科学报》,他们研究发现利用缓释活性锶离子的可降解水凝胶,通过改善心肌缺血/再灌注后心肌细胞存活、促进血管新生,能恢复损伤心脏心功能和抑制纤维疤痕。

  目前,临床缺乏针对心肌缺血/再灌注损伤的有效干预手段。“一是没有专门药物;二是仅有的方法疗效也非常有限。”用杨黄恬的话说,这是国际难题。

  鉴于此,他们围绕锶离子展开研究。刚接触锶元素时,学医出身的杨黄恬也是各种“补课”。她发现了一个有趣的故事,古罗马角斗士以勇猛善战而著称于世,但科学家对其骸骨分析发现,以素食为主的角斗士骨骼所含的锶元素非常高。部分古罗马文献也记载,角斗士在训练后会喝一种草木灰饮料以促进受损骨愈合,这种饮料可能富含锶元素。

  当前,业界对锶离子在骨再生方面具有促进血管生成的作用已形成业内共识。常江和杨黄恬就想,既然它可以促进血管生成,是否也能够保护心肌,进而减轻心肌缺血/再灌注损伤。

  但经过检索文献后,他们并没有发现锶离子在心脏中的作用。

  “锶离子是无机离子,一般不会考虑将其用在心脏上。”常江恰恰就是研究组织再生与损伤修复材料、药物缓释材料以及生物材料与细胞的相互作用的专家,非常熟悉锶元素。

  既然锶制剂已用于防治骨质疏松,如其对损伤心脏有益,则更容易用于临床,造福心脏病患者。于是,两个团队瞄准锶离子展开科研攻关,并最终证明锶离子可保护心肌减轻心肌缺血/再灌注损伤,这也是国内外首次公开报道。

  逐步推进

  科研进展往往不是一帆风顺的,杨黄恬和常江等人都清楚,且早有准备。

  最开始,研究团队进行了锶离子在体外细胞的实验,他们发现其对血管细胞的确有激活作用,但体外细胞和体内细胞毕竟有所不同。于是,研究团队制作心肌缺血再灌模型后,直接向心肌注入锶离子,“对心梗后心功能有所改善,但效果不明显”。因此,如何让心梗部位细胞能获得持续有效的锶离子刺激是一个挑战。

  于是,他们尝试设计并利用水凝胶,把锶离子固定住并让其慢慢地释放,维持一定的浓度。这一设想在常江团队的体外细胞实验中实现了,并在体内得以证实。

  杨黄恬介绍,他们在小鼠心肌缺血/再灌注(60分钟/20分钟)后注射锶离子复合水凝胶,可显著改善心肌缺血/再灌注一个月后小鼠的心功能、缩小“心脏疤痕”。“这些心肌修复作用伴随着血管数量增加和血管生成相关因子表达升高、凋亡心肌细胞数量减少、凋亡相关蛋白酶活性以及反映细胞损伤程度的血清乳酸脱氢酶活性降低。”

  研究人员进一步分析发现,在注射后一个月小鼠心脏中锶离子水平逐步下降,但在两周内,小鼠心脏中锶离子仍然维持在较高水平,且未在肝脏、肾脏、肺器官中积累,并主要通过尿液排出。这也初步验证了锶离子水凝胶治疗的安全性。

  值得一提的是,锶离子复合水凝胶在移植两周后可降解。

  就这样,研究团队设计和制备出具有可注射性、可降解性、可缓释合适浓度的锶离子复合水凝胶。就像杨黄恬所说,科研就是不断探索、反复试验、逐步推进。

  防大于治

  也许有人会说,既然再灌注治疗心肌梗死会造成心脏 “二次伤害”,那就不必治疗了,但如果急性心肌梗死不及时打开闭塞的血管、恢复血供,重者送命,轻者会留下严重的后遗症。

  杨黄恬解释道,如果心脏供血的“主干道”被大面积堵住,不治疗就意味堵塞区域内的心肌细胞凋亡,那么梗死区域周围细胞的“工作量”就会加大,长此以往,工作效率就会下降,最后出现心功能不全或心力衰竭。

  但一经恢复血供,又会给心肌细胞带来新的损伤,部分抵消再灌注治疗的效果。因此,临床上急需对抗心肌缺血/再灌注损伤的专门药物。

  不过,这一解决办法距临床应用还有一定距离。杨黄恬说:“还需用大动物进行验证,进入临床试验前还需通过系统的安全性评估;如果作为药物进入市场,还需要审批,尤其是心脏药物要求更苛刻。”

  “从锶离子已用于骨损伤治疗来看,其安全性的问题可能更容易解决。”杨黄恬说。

  杨黄恬更希望从“源头”避免心肌梗死的发生。“心肌梗死病人治疗一年后,约20%左右的病人会发生心力衰竭,危害很大。”她进一步解释道,重度心力衰竭病人活动严重受限,五年生存率仅为50%。

  “如果将心脏的冠状动脉比作河道,通过科学合理的饮食、运动、工作方式等,就能有效地避免河道的狭窄,即使有的河道被堵住了,还能通过增加支流的活力,进而源源不断地为心脏注入新鲜血液。”杨黄恬说。

  (记者 秦志伟)

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 山西运城:花海春色

  • 星空相册丨春分悬日

独家策划

推荐阅读
“遥感是人们在距离和感官上的延伸,是认知地球、探查资源、监测环境的重要技术手段。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、湖南省科学技术协会、中南大学、光明网联合承办。
2026-03-20 09:42
每年春季,花粉过敏会给不少人带来困扰。该检测试剂盒采用微量血清特异性洋白蜡花粉过敏原IgE定量检测,用以辅助诊断,成为目前用于花粉症精准诊断的主要方法。
2026-03-20 09:39
3月18日,记者从新疆电力交易中心有限公司获悉,自2010年启动“疆电外送”以来,新疆累计外送新能源电量已达3043.6亿千瓦时,约占总外送电量的三成。
2026-03-20 09:39
吕小康:从现实语义上看,情感AI既指能够识别、理解、模拟和响应人类情感的人工智能技术,也指基于这类技术设计和开发的情感智能体。吕小康:为引导青年群体健康使用情感AI,还需要进一步加强协同治理,培育积极有益的陪伴型人工智能应用环境。
2026-03-20 09:36
据3月17日农情调度,全国早稻育秧已三成半,同比略快。据介绍,北方冬小麦当前的田管重点是继续促进弱苗转化升级,抓好病虫防控,防范春旱、倒春寒、干热风等灾害。“近日国家启动投放1000余万吨氮磷及复合肥储备,作为国家化肥储备重要承储主体,全国供销合作社系统农资企业积极按要求将储备化肥及时集中投放市场,稳定市场价格。
2026-03-20 09:36
小时候我们背过一句话:万物由原子组成。这一路走来,从质子的异常,到夸克模型的提出,再到量子色动力学和标准模型的建立,人类把物质拆解到了17种基本粒子的层级。曾获国家六部委回国人员成就奖、德国洪堡研究奖、吴有训物理奖、中国科学院优秀研究生导师奖。
2026-03-20 09:35
吴晓民(右一)团队在野外工作。藏羚羊曾广泛分布于高原全境,其漫长的演化史与复杂的种群波动,始终是全球动物保护与演化生物学领域关注的焦点。研究团队还通过生态位模拟,锁定了藏羚羊的生命庇护所——青藏高原北部的可可西里、羌塘高原等区域。
2026-03-19 10:11
通知明确,各城市群应优先选择具备条件的燃料电池汽车、绿色氨醇、氢基化工原料替代、氢冶金以及掺氢燃烧等应用场景开展试点,积极探索氢能创新应用场景,形成“1个燃料电池汽车通用场景+N个工业领域应用场景+X个创新应用场景”的氢能综合应用生态。通知要求,氢能综合应用试点以城市群为主体开展申报,城市群应立足自身资源条件,因地制宜、宜氢则氢,避免各场景一拥而上、低水平重复建设。
2026-03-19 10:10
2026中关村论坛年会将于3月25日至29日在北京举办。
2026-03-19 10:04
日前发布的《中国地热产业发展报告2025》显示,我国地热产业多元化利用格局正在形成。在地热供暖发展带动下,我国地热产业规模长期稳居世界第一。
2026-03-19 10:00
由于土豆块茎外形粗陋、埋于地下,又不见于《圣经》,一度被殖民者视为“魔鬼之根”或带毒之物。另一方面,随着城市扩张与人口增长,粮食压力加剧,土豆因高产、耐寒、适宜在小块土地种植而被人们重视。
2026-03-19 10:00
作者:刘琦 仇焕广(分别系中国人民大学助理教授,辽宁大学党委常委、副校长)  今年《政府工作报告》提出,“推进先进适用农机装备研发应用,打通农业科技推广‘最后一公里’”。
2026-03-19 09:59
为此,生态环境法典针对重点流域、重要生态单元设置专门规范,明确长江、黄河等重点区域一体化保护要求,建立协同机制。生态环境法典第三编第六章“生态退化的预防和治理”,整合水土保持法、防沙治沙法的有关规定,分为水土保持、防沙治沙两节。
2026-03-18 09:38
“‘两弹一星’不是孤立的科技突破,而是面向国家需求‘从0到1’的科技创新。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、安徽省科学技术协会、安徽农业大学、光明网联合承办。
2026-03-18 09:27
对于1型糖尿病患者而言,胰腺中那些负责分泌胰岛素、调节血糖的胰岛β细胞,被自身免疫系统错误地当成了“入侵者”,日复一日地遭受攻击,直至彻底损毁。这3个病例,分别代表中国乃至全球再生医学领域的3个“首次”——世界首例自体、中国首例异体、世界首例青少年再生胰岛移植治疗1型糖尿病。
2026-03-18 09:27
记者3月17日从国家能源局获悉,2026年1至2月,全社会用电量累计16546亿千瓦时,同比增长6.1%。从分产业用电看,第一产业用电量223亿千瓦时,同比增长7.4%;第二产业用电量10279亿千瓦时,同比增长6.3%,其中,工业用电量同比增长6.4%,高技术及装备制造业用电量同比增长10.6%;第三产业用电量3231亿千瓦时,同比增长8.3%,其中,充换电服务业、互联网数据服务业用电量增速分别达到55.1%、46.2%。
2026-03-18 09:26
当前,以家庭农场、农民合作社、龙头企业为代表的新型农业经营主体已成为“强农兴村”的中坚力量,发展成效显著。夯实联农带农长效机制,还需构建多层次、可落地的政策环境,让农业经营主体有动力、有能力、有底气带动小农户共同增收。
2026-03-18 09:26
在成都温江区,骑行爱好者李先生沿着北林绿道前行,穿梭在虫鸣鸟叫、淡淡花香之中。”  一幅幅充满生机的新春图景,正是成都加快建设践行新发展理念的公园城市示范区的生动注脚。
2026-03-18 09:26
分享几个故事,一起走进地球科学的世界。
2026-03-16 18:39
工业和信息化部、财政部、国家发展改革委日前印发《关于开展氢能综合应用试点工作的通知》。通知提出,通过城市群试点,将氢能应用场景由燃料电池汽车向交通、工业等具备条件的多元领域拓展。
2026-03-17 09:35
加载更多