9月29日世界心臟日 關注心臟健康!這些研究成果值得一讀!

2020年9月28日是第21個世界心臟日，今年世界心臟日的活動主題為「 USE TO BEAT」，本文中，小編整理了多篇重要研究成果共同聚焦心臟健康重要研究成果，分享給大家！

圖片來源：Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.031

【1】Cell：重大進展！巨噬細胞網絡維持心臟中的心肌細胞健康

doi：10.1016/j.cell.2020.08.031

在一項新的研究中，來自西班牙國家心血管病研究中心（CNIC）的研究人員發現一種細胞清潔系統，這是保持心臟健康的關鍵。這種機制使得心臟的收縮性細胞（心肌細胞）將受損的組分釋放到細胞外面，形成稱為exopher的顆粒。這些顆粒隨後被生活在心臟內部的巨噬細胞網絡攝取，這些巨噬細胞負責在它們引起心臟炎症之前將它們清除。相關研究結果發表在Cell期刊上。

這項研究匯總了五年多的研究結果。它提供的新見解表明，在某些情況下，心臟功能障礙可能來自於常駐免疫細胞的缺陷，而不是心肌細胞。這一發現對心臟病的診斷和治療具有重要意義。到目前為止，人們的假設是，大多數細胞可以自行處理或循環利用它們的廢棄物。然而，在這項新的研究中，CNIC研究團隊發現，在心臟中，這一過程需要兩類細胞的密切協作，這樣物質就會從心肌細胞轉移到鄰近的巨噬細胞，而巨噬細胞最終負責處理廢棄物。巨噬細胞是具有高度吞噬能力的細胞，它們的功能主要是在炎症和疾病中研究的。然而，我們如今知道它們也是大多數健康組織的一部分，並且它們在這些組織的日常功能中發揮著關鍵作用。」

【2】Nature：揭示心肌纖維形狀影響心臟功能和心力衰竭發生的分子機制

doi：10.1038/s41586-020-2635-8

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自冷泉港實驗室等機構的科學家們通過研究分析了位於心臟內表面肌纖維複雜網狀結構的功能，相關研究結果揭示了心肌形狀影響心臟功能和心力衰竭發生的分子機制。對於人類而言，心臟是第一個發育的功能性器官，其在受孕僅四周就開始自發跳動了，而在發育早期，心臟會生長出一種複雜精細化的肌纖維網，即心肌小梁結構（myocardial trabeculae），其能形成心臟內表面的幾何圖樣，同時心肌小梁還被認為能幫助心臟供氧，但自從16世紀以來，該結構在成年人機體中所扮演的角色就一直是一個謎題。

研究者Hannah Meyer表示，本文研究深入揭示了心肌小梁結構的重要性，也許更重要的是，我們展示了一個真正的多學科研究團隊的價值，只有將遺傳學、臨床研究和生物工程學相結合，研究人員或許才能夠解釋心肌小梁在成人心臟功能發揮過程中扮演的關鍵角色。為了理解心肌小梁的角色和發育過程，研究人員利用人工智慧技術對2.5萬和心臟MRI圖像以及相關的心臟形態和遺傳數據進行了分析，相關研究成果揭示了心肌小梁的工作機制和發育過程，以及其形狀的改變如何形成個體心臟病的發生。

【3】JAHA：探究含糖飲料、不加糖飲料和人工甜味劑飲料對心臟代謝風險的影響

doi：10.1161/JAHA.119.015668

在一項新的隨機對照臨床試驗中，來自美國波士頓兒童醫院的研究人員旨在比較習慣性飲用SSB的成年人飲用SSB、ASB和USB的效果。他們猜測作為SSB的替代品，相比於ASB，USB將在心臟代謝風險因素、體重、脂肪含量和甜度偏好方面引起更大的減少。考慮到中心型肥胖（central adiposity）與胰島素分泌之間的關係，他們還探討了用ASB或USB替代SSB是否會對軀幹脂肪含量（trunk fat mass）高的人特別有益，相關研究結果發表在JAHA期刊上。

這些作者將203名習慣性飲用SSB的成年參與者（121名男性，82名女性；參與者保留率為91.6%）隨機分配到3組：SSB組（67人）、ASB組（67人）和USB組（69人），並將SSB、ASB或USB免費送到他們家中，為期12個月。主要指標為血清甘油三酯（TG）與高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）比值（TG：HDL-C），次要指標為體重和甜度偏好（實驗評估，0%～18%蔗糖溶液）。TG：HDL-C從基線到12個月的變化在組間無顯著差異（P=0.65）。同樣，穩態模型評估變量（胰島素敏感性，P=0.38；β細胞功能，P=0.49）、體重（P=0.66）、脂肪含量（P=0.27）和其他指標的變化在組間無顯著差異。

【4】Circulation：科學家識別出能調節心臟異常生長的關鍵因子

doi：10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046356

人類的心臟就像一塊海綿，其能夠膨脹並生長，從而就會增加其吸收血液的能力，從理論上來講，一個增大的心臟也能夠比一般尺寸的心臟以更大的能量擠壓出更多血液，但實際上，對於大多數人而言，這種稱之為心臟肥大（cardiac hypertrophy）的生長或許是並不正常的信號。心臟肥大是多種因素引起的，尤其是高血壓，當前的療法僅能減緩這一不可避免的過程，但隨著時間延續，海綿狀的心肌就會變得更厚以及更加僵硬，最終導致患者心力衰竭，這時候心臟就不再能夠強有力地收縮並向全身泵送血液了。對驅動異常心臟生長的分子機制進行深入理解或許就有望逆轉這一局面，近日，一項刊登在國際雜誌Circulation上的研究報告中，來自天普大學等機構的科學家們深入研究了心臟中一種名為FoxO1的關鍵分子調節子，研究者首次發現，FoxO1能吸附並且激活心臟細胞中一系列基因的表達，從而導致生長信號的廣泛增加，尤其是在心臟內部。

Jessica Pfleger博士表示，FoxO1是一種主要的轉錄因子，其能調節參與代謝和生長的基因的表達，然而在心臟中，FoxO1的活性或許與心臟生長的增加或減少緊密聯繫在一起，目前我們並不確定FoxO1的激活在心臟肥大的過程中會產生什麼樣的影響。闡明FoxO1在心臟中扮演的關鍵角色非常重要，這樣製藥公司就能鎖定靶點來開發治療心臟肥大的新型療法，為了能夠使得這些療法更有效地發揮作用，研究人員就需要清晰闡明FoxO1的激活及其下遊效應。

【5】Cell：揭秘心臟病發作後機體調節心臟疤痕組織生長的分子機制！

doi：10.1016/j.cell.2020.06.030

近日，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過對小鼠研究解釋了為何有些人在心臟病發作後會比其他人留下更廣泛的疤痕，研究者發現，一種名為5型膠原蛋白的特殊蛋白或在調節心臟疤痕組織的尺寸上扮演著關鍵角色，一旦形成，心臟疤痕組織將會終生存在，這就會降低心臟泵血的能力，從而增加剩餘心肌的壓力，疤痕組織尺寸越大的患者出現心率問題、心力衰竭和心臟猝死的風險就越大。

研究者Arjun Deb博士表示，兩名心臟病發作程度相同的人最終會出現不同數量的疤痕組織，考慮到患者疤痕尺寸和存活率之間的關聯，我們就想通過研究理解為何有些人心臟的疤痕組織要比其他人多，如果能夠減少這種疤痕組織，研究人員或許就能提高患者的生存率。心臟病發作後，稱之為成纖維細胞的結締組織細胞就會分泌多種蛋白，這些蛋白結合在一起就會形成疤痕組織，這些蛋白質中絕大部分都是膠原蛋白，包括26型，其所有的功能就像膠水一樣粘連在一起。

圖片來源：JCI Insight

【6】JCI Insight：緩慢釋放兩種藥物可以保護心臟免受心臟病傷害！

doi：10.1172/jci.insight.132796

在兩個動物模型中，一種新的治療方法減少了嚴重心臟病發作後的心臟損傷。與未接受治療的實驗對象相比，以緩釋形式注射兩種化學物質顯著減小了死亡心臟組織的大小，也就是梗死灶，並改善了左心室的功能。急性心臟病發作後患者的死亡風險與梗塞的大小直接相關，所以減小梗塞的大小是有價值的。心臟病發作的病人形成疤痕組織來替代死亡和死亡的心肌組織，隨著時間的推移，隨著受損心臟掙扎著維持泵血能力，通常會出現進行性心力衰竭。阿拉巴馬大學伯明罕分校（UAB）對這種新療法的研究發表在JCI Insight上。

這兩種化學物質是FGF1和CHIR99021（簡稱CHIR）。FGF1是一種成纖維細胞生長因子，CHIR是Wnt信號通路的激活劑，Wnt信號通路是一組信號轉導通路，這個通路起始於通過細胞表面受體將信號傳遞到細胞內的蛋白質。這兩種藥物各自都顯示出了一些好處，但從未進行過協同試驗。

【7】深度解讀！科學家們成功繪製出首個人類心臟神經元的3-D圖譜！

doi：10.1016/j.isci.2020.101140

日前，一項刊登在國際雜誌iScience上題為「A Comprehensive Integrated Anatomical And Molecular Atlas Of Rat Intrinsic Cardiac Nervous System」的研究報告中，來自託馬斯傑斐遜大學等機構的科學家們通過研究繪製出了首張人類心臟神經元的3-D圖譜；機體心臟的正常功能是由機體的控制中心—大腦，通過一種非常複雜的神經網絡來維持的，當這種「交流」被幹擾時就會誘發心臟病，包括心臟病發作、心源性猝死和血液供應問題等。作為一個額外的安全層，心臟有自己的「小型大腦」，稱之為心臟內的神經系統（ICN，intracardiac nervous system），其能夠監測並糾正交流過程中的任何障礙。

ICN對於支持心臟健康非常重要，其甚至能在心臟病發作時保護心肌免受損傷，但目前研究人員並不清楚ICN是如何發揮這些作用的，因為研究人員並不清楚組成ICN的神經元是如何進行組織的，以及其在心臟中的具體位置到底在哪裡，這些神經元又是如何相互連接的以及其分子特性到底是什麼。這項研究中，研究人員就通過研究以前所未有的細節回答了這些問題。

【8】Nature子刊重大突破！激活癌基因可以使心臟再生！

doi：10.1038/s41467-020-15552-x

研究人員試圖關閉一種允許癌症擴散的基因，結果卻出人意料地出現了180度大轉彎。通過使小鼠心臟中該基因過度活躍和發揮功能，它們觸發了心臟細胞的再生。由於成年人的心臟一旦受損通常無法自我修復，因此利用這種基因的力量代表著首次治癒心臟病的重大進展。

領導這項研究的劍橋大學藥理學研究人員Catherine Wilson博士說："這真的很令人興奮，因為科學家們一直在努力讓心臟細胞增殖。目前的心臟病治療方法都不能逆轉心臟組織的退化——它們只能延緩疾病的發展。現在，我們已經找到了一種方法，可以在老鼠模型上做到這一點。"在哺乳動物細胞中，細胞自我複製的細胞周期受到嚴格控制。當細胞開始不受控制地自我複製時，癌症就會發生，而Myc基因在這一過程中起著關鍵作用。眾所周知，Myc在絕大多數癌症中都過於活躍，因此針對這種基因的研究是癌症研究中最優先考慮的問題之一。最近的許多研究都集中在試圖控制Myc作為一種癌症治療手段。

【9】npj Regen Med：揭秘幹細胞如何修復心臟病發作後帶來的心臟組織損傷

doi：10.1038/s41536-020-0091-6

近日，一項刊登在國際雜誌npj Regenerative Medicine上的研究報告中，來自梅奧診所的科學家們通過研究發現了一種機體心臟病發作後幹細胞激活的心臟癒合機制，研究者發現，幹細胞能將心肌組織恢復到心臟病發作之前的狀況，這或許就為後期研究者闡明這些幹細胞的作用機制提供了新的線索和思路。

研究者表示，人類心肌源性細胞（cardiopoietic cells）會將注意力集中在受損的蛋白質上，從而逆轉因心臟病發作所引起的複雜變化，心肌源性細胞衍生自骨髓中的成體幹細胞來源，Andre Terzic博士說道，心臟病所引發的變化範圍太大，以至於心臟無法進一步修復或預防心臟病發作所帶來的損傷，然而，值得注意的是，心肌源性幹細胞療法能夠部分或完全逆轉三分之二疾病所引發的改變，比如85%受疾病影響的細胞功能類別會對治療產生積極的反應。本文研究或能幫助理解幹細胞如何恢復心臟健康，這或能為幹細胞在多種情況下進行更廣泛的應用提供一定的框架。

【10】JCI Insight：免疫B細胞或在機體心臟發育和功能維護上扮演關鍵角色

doi：10.1172/jci.insight.134700

近日，一項刊登在國際雜誌JCI Insight上的研究報告中，來自華盛頓大學醫學院等機構的科學家們通過對小鼠進行研究發現，特定的免疫細胞或能幫助指導胎兒心臟的發育，同時早期在成人心臟跳動上也扮演著關鍵角色，相關研究結果或能幫助開發靶向作用某些形式心臟病的免疫療法。

醫學博士Luigi Adamo說道，此前研究人員並未描述過免疫系統B細胞的行為，B細胞和心臟血管內層組織之家似乎存在某種類型的相互作用，這項研究中，研究者就想通過研究開發針對多種類型心臟病的B細胞靶向性療法。B細胞是我們所熟知的白細胞，其能作為機體的「哨兵」在血液中循環並製造抗體來抵禦感染，因此，其並不被認為存在於機體健康組織中。（生物谷Bioon.com）

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