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

  • 探访北京市密云区新农村中学安置点

  • 走进智利港口之城——瓦尔帕莱索

独家策划

推荐阅读
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上强调,“十五五”时期是科技强国建设的关键攻坚期。必须抓住历史机遇,迎接时代挑战,加快推进高水平科技自立自强,向着到2035年建成科技强国的目标坚定迈进,扎扎实实以科技创新支撑和引领中国式现代化。
2026-07-10 09:45
围棋长期被视为高度依赖经验、直觉和审美判断的领域,棋手通过棋谱、布局、定式、手筋和长期对局积累对“好棋”的理解。这类进展的意义,不只是“提高实验效率”,更深层的变化在于,它改变了科学发现中“候选对象”生成的方式。
2026-07-10 09:43
丁烈云认为,面向工程难题,要用工程理论支撑技术突破,打通“工程科学—工程技术—产业应用”完整链条,让前沿科技真正服务于社会。针对高端装备制造转型升级痛点,中国工程院院士郭东明系统阐释了高性能制造的全新发展理念。
2026-07-10 09:41
在9日举行的两院院士大会上,我国石油地质与勘探专家邱中建院士荣获第十六届光华工程科技奖成就奖,高性能精密制造专家郭东明院士等39人荣获光华工程科技奖。
2026-07-10 09:40
人民大会堂万人大礼堂的巨大天幕上,灯光璀璨,熠熠生辉;礼堂内,中国科技界的杰出代表们,肩负全国科技工作者的重托,济济一堂、共襄盛会。
2026-07-10 09:39
水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究:在一滴水中探寻物理之美 在王恩哥看来,物理学研究有一个很大的特点,就是它能把复杂的事情简单化,并且抓住其中最本质的问题——这就是物理学的魅力所在。
2026-07-09 09:51
而这一切的起点,要回到半个世纪前——在中国科学院物理研究所那间废弃的鸡舍里,陈立泉铺开了这张后来冠绝全球的“电动”蓝图。自1981年起,在中国科学院的持续支持下,实验室瞄准真正实用的锂电池,牵头组织并承担了一系列国家重大项目。
2026-07-09 09:51
谈及荣获国家最高科学技术奖,贲德谦虚地说:“这不是我个人的奖,而是所有‘雷达人’的荣誉。从原理探索到技术攻关再到雷达建造,10余载春秋,为了研制代号“7010”的远程相控阵雷达,贲德与团队闯过了一个又一个难关。
2026-07-09 09:50
发展数智经济,通过促进科技创新和产业创新深度融合培育新质生产力。为此,笔者建议,应从要素供给、产业融合、创新转化和制度保障四个方面发力,把数智经济的技术势能转化为新质生产力的发展动能。
2026-07-09 09:50
耄耋之年,她坐着轮椅来到采访室,一身深蓝素装,神情温和。她,就是“七一勋章”获得者、中国工程院院士、中南大学教授钟掘。1960年,钟掘毕业后来到岳麓山下的中南矿冶学院,一头扎进被人称作“傻大黑粗”的冶金机械行业。
2026-07-09 09:49
中国科协第十一次全国代表大会是在“十五五”开局之年召开的一次重要会议,是科协系统和广大科技工作者的一次盛会。实践充分证明,我国科技工作者始终胸怀祖国、服务人民、勇攀高峰、敢为人先,不愧为党和国家充分信赖的优秀队伍和建设科技强国的中坚力量。
2026-07-09 09:49
从安装智能芯片的比赛用球,到协助裁判的视频技术,再到支持百万球迷转运的中国列车……这支“中国队”被美国消费者新闻与商业频道誉为世界杯供应链“不可或缺的一环”。
2026-07-08 10:08
7月7日是小暑节气,恰逢年度“最小太阳”现身天宇。当日凌晨2时左右,地球过远日点,这是一年中地球距离太阳最远的位置,这天观测到的太阳视直径为全年最小。
2026-07-08 10:06
近日,西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队传出好消息:其研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%,大幅超越常规太阳能电池的光电转换效率。
2026-07-08 10:04
目前,大连海事大学已与72家行业单位建立联合培养,共建162个专业实践基地、4个工程技术中心,聘任600余名企业导师,真正实现“工程出题、校企共答、产业阅卷”。
2026-07-08 09:52
一生钢铁报国,一生慷慨无私。崔崑院士走了,但他留下的,是钢的筋骨,是火的温度,是一颗永远滚烫的赤子之心。
2026-07-08 09:45
在河北雄安人工智能产业园的一楼展厅里,一台工业机器人正利落地演示货物搬运,机械臂精准而有力;楼上,键盘敲击声此起彼伏,研发人员专注地写着代码。产业园一年前才“开业”,如今已成为人工智能公司发展的产业高地。这里诞生的国内首个处理结构化数据的通用大模型,适用于多个工业场景;这里诞生了便携式颅脑出血检测分析仪,让医学检查更加快捷便利……
2026-07-07 09:44
从“争第一”的局部超越,到“创唯一”的向上突围,再到“守专一”的产业韧性,这三重创新路径相互交织,共同勾勒出中国从“世界工厂”迈向“创新引擎”的壮阔图景
2026-07-07 09:42
近日,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇古日乃嘎查的航天育种试验基地内,曾搭载实践十九号卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在地面选育试验中取得关键进展——首批试验植株成功开花。
2026-07-07 09:40
高校专业目录的更新,绝非简单的名称变动,而是立足国家需要、顺应产业发展、面向科技前沿之举。新农科教育已不再是单纯的“种地养猪”,而是要有系统思维和交叉学科背景,特别是打破农学、工学、理学等传统学科壁垒。
2026-07-07 09:39
加载更多