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

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

  • 陕西考古发现2000多年西汉铜镜

  • 故宫门前打疫苗

独家策划

推荐阅读
记者4月12日从哈尔滨工业大学获悉,该校生命科学院何元政教授团队首次利用冷冻电镜对人组胺受体复合物(1/Gq)的结构进行了解析,锁定了配体组胺在人组胺受体1蛋白活性口袋中的位置,为今后过敏性疾病新药设计开发提供了重要依据。
2021-04-14 09:45
研究结果显示,人血清白蛋白药物递送纳米系统可显著提高治疗药物的入脑效率和脑内滞留能力。阿尔茨海默病小鼠模型显示,该纳米药物可改善神经元形态学改变,挽救记忆障碍,减缓疾病的发病进程。
2021-04-14 09:44
4月9日,记者从中国热带农业科学院获悉,该院橡胶所育种团队在橡胶树CRISPR/Cas9质粒编辑体系研究方面取得重要进展,率先建立了橡胶树CRISPR/Cas9基因编辑体系。
2021-04-14 09:42
在连续220个小时的“耐力”测试中,以这种新型沸石分子筛催化的有氧脱氢过程,保持了高达83%的选择性,转化率为32.9%—43.7%,各项性能稳定。
2021-04-14 09:40
3月下旬,一则新闻在朋友圈中被多次转发,伊斯坦布尔梅德尼耶大学哈桑教授,在土耳其国家电视台的一档电视节目中介绍了来自中国的室内定位技术在土耳其防疫中的贡献。
2021-04-14 09:37
3月27日,随着项目总指挥下达指令,位于连云港的国家重大科技基础设施“高效低碳燃气轮机试验装置”CTF#1燃烧室首套试验平台顺利点火,标志着该试验平台完成分系统调试并取得了阶段性进展,项目建设步入快车道。
2021-04-14 09:36
近年来,非洲猪瘟对我国部分地区生猪养殖造成一定影响。母猪的终身繁殖性能较低,生产同步化不一致,复养仔猪数量不足,是我国生猪养殖业面临的共同问题。
2021-04-14 09:35
据《自然·机器智能》杂志报道,德国科学家借助一款深度学习软件,对数万个医疗数据集展开分析后,确定了165个与癌症有关的新基因。最新研究为个性化药物靶向治疗以及生物标志物开发开辟了新前景。
2021-04-14 09:33
4月13日,上海科普教育促进中心发布第四期《全国各省(市)科学传播发展指数报告》,本期报告以《中国科普统计(2019年版)》中全国31个省(市)的统计数据为基础(港澳台地区除外),采用数学建模的方法进行量化计算分析,从科普场地、科普人员、科普活动、科普经费、科普传媒等多维度综合评估地区科学传播发展水平。
2021-04-14 09:31
“国家能源集团加快新能源等项目发展步伐,今年一季度累计完成投资106.8亿元,同比增长34.2%。围绕新能源‘1500万+’任务,一季度已明确开工计划694万千瓦、投产计划627万千瓦,展现良好发展势头。”4月13日,在国家能源集团召开的“奋进‘十四五’ 全力开新局”新闻发布会上,国家能源集团新闻发言人张玉新报告了这一喜讯。
2021-04-14 09:29
重庆到北京再添新通道。4月13日,记者从京昆高速铁路西昆有限公司获悉,随着中铁十一局承建的渝昆高铁中梁山隧道正洞开挖、泸州沱江特大桥主墩桩基础施工,标志着渝昆高铁川渝段全面开工建设。
2021-04-14 09:28
4月13日,记者从全国“爱鸟周”40周年纪念活动暨北京市“爱鸟周”仪式上获悉,我国是世界上鸟类种数最多的国家之一,现有鸟类1445种,其中国家重点保护野生鸟类394种。
2021-04-14 09:20
12日,南方电网发行了首笔乡村振兴债券,募集资金人民币50亿元,期限三年,利率为3.47%。这是债券市场目前发行规模最大的乡村振兴债券。募集到的资金主要用于广东、广西、云南、贵州、海南等南方五省区的农村电网基础设施提档升级,助力“十四五”乡村振兴。
2021-04-14 09:17
春暖花开的4月,四川省攀枝花三线大道北段繁花似锦,一抹抹紫色的花包围着攀枝花中国三线建设博物馆,令人一见之下,只觉灿烂而耀眼,不禁回想起那场声势浩大的“三线建设”。
2021-04-14 09:15
记者13日从国家航天局获悉,为充分发挥月球样品科研价值,规范科研样品管理工作,依据《月球样品管理办法》,该局设立月球样品专家委员会(以下简称样品委员会)。首届样品委员会于近日成立。
2021-04-14 09:14
4月13日,石家庄市太行国宾馆,河北农业大学教授马峙英在河北省科学技术奖励大会颁奖台上,从河北省委书记王东峰手中接过河北省科学技术突出贡献奖证书。
2021-04-14 09:13
记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟院士及其同事张强与其他团队合作,采用不同理论方法,在国际上首次实现设备无关的量子随机性扩展,为设备无关量子随机数的实用化奠定坚实基础。相关研究成果近日分别发表于《自然·物理学》和《物理评论快报》。
2021-04-14 09:10
我国是世界上最大的小麦生产国和消费国。中国农业科学院近日公布的一组数据显示:我国小麦2020年播种面积比2011年减少2700万亩,但产量增加1300万吨。
2021-04-14 09:41
26年来,刘公社带领的草种资源与分子育种研究组为国家种质资源库贡献羊草资源260份。构建起从实验室到田间的系统化羊草育繁推体系,研发的中科羊草系列品种在我国内蒙古、新疆、陕西、甘肃等地已得到大力推广。
2021-04-13 09:41
刚刚过去的假期,山东科技大学教授王友清几乎都是在实验室度过的,他想早日让糖尿病患者用上“智能胰脏”。他研制的“智能胰脏”能根据患者血糖动态变化,实时调节胰岛素注射速度。
2021-04-13 09:38
加载更多