新研究揭示，保護心臟細胞免受化療損傷的強力蛋白質(zhì)

伊利諾伊大學芝加哥分校的科學家們已經(jīng)確定了一個過程，通過這個過程，酶可以幫助防止化療患者的心臟損傷。這種酶通常存在于細胞的線粒體中，但當某些類型的化療藥物對心臟細胞施加壓力時，這種酶就會進入細胞核，在那里它們能夠保持細胞的活力。這篇題為“線粒體脫氫酶的核易位作為一種適應性心臟保護機制”的論文發(fā)表在《Nature Communications》上。

“化療引起的心臟損傷仍然是癌癥幸存者死亡的主要原因。蒽環(huán)類藥物誘導的心臟毒性是由嚴重的線粒體損傷介導的，但心肌細胞對這種損傷的適應性反應機制尚不清楚，”研究人員寫道。“我們觀察到，在人類誘導的多能干細胞衍生的心肌細胞和體內(nèi)，選擇性線粒體三羧酸(TCA)循環(huán)脫氫酶易位到細胞核，作為對蒽環(huán)類藥物心臟毒性的適應性應激反應。核靶向線粒體脫氫酶的表達改變了核代謝環(huán)境，以維持其在體外和體內(nèi)的功能。這種保護作用是通過兩種平行途徑介導的:代謝物誘導的染色質(zhì)可及性和AMP激酶(AMPK)信號傳導。因此，化療引起的心臟損傷程度反映了線粒體損傷與線粒體脫氫酶核池發(fā)起的保護反應之間的平衡。“我們的研究確定線粒體脫氫酶的核易位是一種內(nèi)源性適應性機制，可以用來減輕心肌細胞損傷。”

“隨著化療變得越來越有效，我們有了更多的癌癥幸存者。但可悲的是，許多幸存者現(xiàn)在都有心力衰竭的問題，”共同通訊作者、藥理學和醫(yī)學助理教授Sang ching Ong博士解釋說。

心臟腫瘤學的興起

這導致了心臟腫瘤學領(lǐng)域的興起。該領(lǐng)域以前的大多數(shù)研究都集中在化療藥物破壞心臟細胞線粒體的機制上。這個研究小組感興趣的是從另一個角度研究:為什么有些病人的心臟沒有受到損傷?它們的細胞有什么特殊的東西在保護它們嗎?

首先，研究小組發(fā)現(xiàn)，當心臟細胞受到化療的壓力時，線粒體酶進入細胞核——這是一種不尋常的現(xiàn)象。但他們不知道這種運動是導致細胞損傷的原因還是保護細胞的手段，通訊作者之一Jalees Rehman博士解釋說。“我們真的不知道事情會走向何方。”

為了找到答案，研究人員制造了不同版本的酶，這些酶可以專門進入細胞核，繞過線粒體。他們發(fā)現(xiàn)，這種重新安置強化了細胞，使它們得以存活。他們證明了這一過程在人類干細胞產(chǎn)生的心臟細胞和接受化療的老鼠身上都起作用。

“這似乎是一種新的機制，通過這種機制，心臟細胞可以保護自己免受化療的傷害，”Rehman說，他也是伊利諾伊大學癌癥中心的成員。

這一發(fā)現(xiàn)提出了新的臨床可能性。醫(yī)生可以對個別患者進行測試，看看由個性化干細胞產(chǎn)生的心臟細胞是否能通過將線粒體中的酶轉(zhuǎn)移到細胞核中來充分保護自己免受化療的影響。醫(yī)生可以從病人身上抽血，從血液細胞中制造干細胞，然后用這些個性化的干細胞制造出與病人心臟細胞具有相同基因組成的心臟細胞。

Rehman說:“在實驗室中評估化療造成的損傷和酶從線粒體進入心臟細胞細胞核的運動將有助于確定患者對化療的可能反應。”

對于保護不足的患者，可以通過增加酶的運動和對心臟細胞的保護來增強保護。

他們計劃做更多的研究，看看這種方法是否有助于防止其他疾病造成的心臟損傷，比如高血壓和心臟病發(fā)作，以及它是否對其他細胞也有效，比如血管細胞。

本網(wǎng)站所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個人可與我們聯(lián)系，我們將立即進行刪除處理。