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

  • 暑期海南离岛免税购物金额38.2亿元

  • 华为时隔六年再次发布高性能芯片

独家策划

推荐阅读
金星没有卫星。但预印本平台arXiv近日公布的一项模拟研究显示,它在近20亿年的时间里可能拥有过一颗卫星,直到最后将其吞噬。厘清这一过程,有助于了解金星过去的宜居性。
2026-09-08 10:19
近日,生态环境部、科技部、中国人民银行、国务院国资委、金融监管总局等五部门联合印发《关于推动生态环境领域科技创新多元化投入的指导意见》。
2026-09-08 10:13
近日,由中国科学院紫金山天文台、国家天文台、清华大学等组成的研究团队,利用“中国天眼”(FAST)、南非MeerKAT射电望远镜和加拿大—法国—夏威夷光学望远镜,首次在银河系一个古老疏散星团的潮汐尾中直接识别出一颗脉冲星。
2026-09-08 10:04
日前,在国家科技传播中心举办的“新天工开物”科技成就发布会上,曹新有带来了三粒麦种——“济麦22”“济南17”“济麦44”,它们种出的麦子,可不止香在嘴里。
2026-09-08 10:03
北京大学城市与环境学院彭书时、物理学院沈路路研究团队联手国内外合作者首次阐明了甲烷“平台期”的维持机制:排放在涨,只是大气里清甲烷的“清洁队”恰好扩编了。
2026-09-08 10:02
从丝绸、茶叶、瓷器、中药,到酿造、工艺美术、文房四宝,这些文化底蕴深厚的中华传统特色产业均属于历史经典产业。
2026-09-07 17:14
延续已久的“手工科研”模式正在被一种全新的力量改写。
2026-09-07 16:44
一根通体透明的“玻璃棒”——看着像玻璃,其实它叫光纤预制棒,是生产光纤的核心原材料。2011年,我们开启了基于VAD(轴向气相沉积法)/OVD(棒外化学气相沉积法)工艺的大尺寸光纤预制棒自主研发的漫长征途。
2026-09-07 09:40
脑机接口是在大脑与外部设备之间建立直接信息通路的技术系统。“‘北脑一号’的初始版本采用128通道无线全植入柔性电极,电极贴附在硬脑膜外,兼顾安全性和有效性。”罗敏敏说,在可预见的未来,脑机接口有望实现从人脑与人工智能、机器人深度协同,拓展到健康人群的认知、感知增强等。
2026-09-07 09:38
距今约5000至4000年,大麦、小麦、牛与羊等驯化动植物在亚欧大陆的东西两端双向流动,构建起史前时期一幅跨大陆农牧业交流图景。“这表明,麦作农业和技术自新月沃地传入甘肃,可能并不直接伴随着来自西方的大规模人群流入。
2026-09-07 09:29
火红的钢坯从连铸机中源源不断送出,切割枪落下,每一段坯料的目标误差控制在0.2%以内,不超过一根头发丝的直径。从人工经验到数据驱动,从单点突破到全流程协同,从单一学科到交叉融合,安徽工业大学正在为钢铁行业装上“智慧大脑”。
2026-09-07 09:25
2016年,我到法国留学攻读应用科学与技术博士学位。回国后我进入人形机器人领域,发现品牌思维已深入人心。
2026-09-07 09:24
草案不仅从法律上承认自动驾驶的合法身份,解决了“它是什么”的问题,还为其设立行为规范,发放“法律身份证”。
2026-09-04 09:17
开学后,一些孩子坐进教室才发现,黑板上的字看不清了,验光后发现近视。有些家长听说OK镜可以“晚上戴、白天摘”,还有助于延缓近视进展,准备给孩子配一副。孩子能不能佩戴OK镜?需要注意什么?
2026-09-04 09:32
据《自然》近日报道,根据9月1日联合国环境规划署(UNEP)发布的一份报告,按照当前的排放趋势,本世纪全球气温将较工业化前水平上升约1.8℃,这已是预期的最好结果。
2026-09-04 09:26
人类对寻找地外生命的执着,不仅是要证明人类并非宇宙“孤儿”,更重要的是,这可能带来能源、医学等领域的颠覆性突破。
2026-09-04 09:16
大地测量是国家安全的“隐形防线”,是航空航天和深空探测的“眼睛”,是国家基础设施建设的“尺子”和“秤”。
2026-09-04 09:17
全面了解我国管辖海域基础地质与海底构造特征,服务自然资源管理和国土空间规划“一张图”建设
2026-09-03 11:41
为更好地推动我国流感疫苗的预防接种,中国疾病预防控制中心近日发布《中国流感疫苗预防接种技术指南(2026—2027)》。
2026-09-03 11:39
高温超导带材有了更便宜、更结实的“骨架”。记者2日从中国科学院理化技术研究所获悉,该所科研团队成功研制出高温超导带材新型“骨架”——铁基合金基带(DW01)。用该基带制备的超导带材关键性能指标显著优于传统哈氏合金基带产品,标志着我国在实现高温超导带材核心材料自主可控上迈出重要一步。
2026-09-03 10:38
加载更多