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当心脏病发作导致血液流动骤停时,这只是对我们拳头大小器官的第一次攻击。在幸存者中,恢复本身会加剧对心脏的永久性损害。疤痕组织会使曾经富有弹性的心肌变硬,使其弹性降低。当这种组织的触须蔓延到主动脉上时,心肌就无法完全收缩。这种长期损害会减少输送到全身的富氧血液量,从而可能使患者陷入心力衰竭。
心脏移植是规避这些疤痕组织问题的一种方法,但供体心脏始终供不应求。长期以来,设计其他真正有效的解决方案一直让研究人员望而却步。然而,一种基因疗法现在在猪身上显示出希望。
事实证明,一种通常沉默的基因,称为细胞周期蛋白 A2 或 CCNA2,可以被诱导发挥作用,以对抗患有心脏病发作的猪的疤痕组织形成。这种治疗引发了猪心肌细胞的再生,并改善了每次搏动时推出的血液量。该发现发表在 2 月 19 日的《科学转化医学》杂志上。
作者希望,基因疗法有一天可能与干细胞治疗一起成为改变医生治疗心力衰竭方式的竞争者。基于干细胞的疗法已经在人类临床试验中产生了更多健康的组织并减少了疤痕肿块,以及在心脏从一个腔室向另一个腔室泵血的量方面的小幅改善。但是正如《大众科学》报道 在 2013 年 4 月的文章中指出的那样,关于使用哪种干细胞以及如何制备它们仍然存在许多问题。
在这项研究中,研究人员随机将 18 头心脏病发作后正在康复的猪分配到接受在启动子下表达的基因注射(这将迫使其表达)或没有该基因的相同溶液。接受该基因治疗的猪在每次心跳时成功地推出了更多血液,但也产生了更多的心肌细胞。这些发现与该团队早期在小鼠和大鼠身上取得的心脏再生成功相呼应。
研究人员在培养皿中复制了他们的发现,并观察到用相同的基因疗法方案治疗的成年猪心肌细胞在培养皿中进行了完整的细胞分裂——在显微镜下展示了心肌细胞如何通过基因疗法进行分裂和增殖。这项新方法“模仿了我们在蝾螈和斑马鱼身上看到的再生类型,”主要作者、纽约市西奈山医院心血管再生医学主任希娜·乔杜里说。
如果该技术在人体上获得成功,它可以通过帮助加强心肌和改善血液流动来提高患者的康复率,同时为基因疗法研究提供必要的提升,而基因疗法研究在美国的进展一直缓慢。 1999 年,18 岁的杰西·盖辛格在一次基因疗法实验后丧生。用于传递可能控制他罕见的消化系统疾病的基因的病毒引发了大规模的致命免疫反应。这起广受关注的案件,以及其他基因疗法的失误,给该领域蒙上了一层阴影。
乔杜里说,她的团队正在谨慎行事,并计划在对患者群体进行这种治疗时保持谨慎。“对于那些心脏病发作面积较大、有心力衰竭风险的患者,我认为这种疗法将非常有益,”她说。“如果你心脏病发作面积较小,由于当今药物的进步,它可能不会对整体生存率产生太大的影响。”随着越来越多的研究人员将目光投向基因疗法来治疗以前难以治愈的人类疾病,心脏病治疗的成功可能会在该领域掀起波澜。