心脏肿瘤学的新前沿:强力蛋白保护心脏细胞免受化疗损伤

开济谈国际 2023-07-23 08:20:02

伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了一种酶可以帮助化疗患者减轻心脏损伤的新方法。据观察,当心脏细胞受到特定化疗药物的压力时,这些通常位于细胞线粒体--能量产生的动力室--中的酶会迁移到细胞核中。这些酶的迁移似乎有助于这些细胞的存活。该论文于7月19日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上。

心脏肿瘤学的兴起及其挑战

"随着化疗越来越有效,我们有了越来越多的癌症幸存者。"药理学和医学助理教授、该论文的共同第一作者Sang Ging Ong解释说:"但不幸的是,很多幸存者现在都有心力衰竭的问题。"

这种不幸的趋势导致了一个新领域的出现,即心脏肿瘤学,它主要研究化疗药物对心脏细胞线粒体的伤害机制。研究小组试图从另一个角度进行探索: 为什么有些患者的心脏对损害具有免疫力?他们的细胞是否具有独特的保护功能?

人类诱导多能干细胞衍生的心脏细胞(心肌细胞)显示心脏蛋白肌动蛋白(红色)和肌钙蛋白T(绿色)以及细胞核(蓝色)。图片来源:改编自研究论文

揭示心脏细胞保护机制

首先,研究小组发现,当心脏细胞受到化疗压力时,线粒体酶会移动到细胞核中,这是一种不寻常的现象。然而,研究人员并不确定这种酶的迁移是造成细胞损伤的原因,还是保护细胞的原因,共同第一作者、UIC 生物化学与分子遗传学系主任 Jalees Rehman 博士解释说:"我们真的不知道它会向哪个方向发展。"

为了澄清这种模糊性,研究小组创造了专门针对细胞核、绕过线粒体的酶的版本。他们发现,这种有意的酶迁移强化了细胞,有效提高了细胞的存活率。在源自人类干细胞的心脏细胞和接受化疗的小鼠身上都观察到了这种保护机制。

这似乎是心脏细胞抵御化疗损伤的一种新机制。

新的临床可能性和未来研究

这一发现意味着新的临床潜力。医生可以对个别患者进行分析,以确定他们的心脏细胞(由个性化干细胞创建)是否可以通过将线粒体中的酶转移到细胞核中来保护自己免受化疗的伤害。这一过程包括抽取患者的血液,从血细胞中制造干细胞,然后使用这些个性化干细胞生成与患者自身心脏细胞基因相同的心脏细胞。

雷曼说:"在实验室中评估化疗造成的损伤以及从线粒体进入这些心脏细胞核的酶的移动,将有助于确定患者对化疗的可能反应。"

对于保护不足的患者,也许可以通过增加酶的移动和强化心脏细胞来加强保护。

研究人员很高兴能开展进一步的研究,以确定这种方法是否能帮助预防高血压和心脏病发作等其他疾病对心脏造成的损害,以及是否能应用于血管等其他细胞。

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