科学家发现了调节心脏异常生长的关键因素

- 编辑:大众自然网 -

科学家发现了调节心脏异常生长的关键因素

人的心脏就像一块海绵,能够膨胀和生长,增加它吸收血液的能力。理论上,一个增大的心脏也可以比一般大小的心脏以更大的能量挤压出更多的血液。但实际上,对大多数人来说,这种被称为心脏营养过剩的生长是不正常的,是问题的信号。

心肌肥厚是由多种因素引起的,尤其是高血压。现有的治疗方法只是延缓了不可避免的后果——随着时间的推移,海绵状的心肌会变得更厚、更硬,最终导致心力衰竭,此时心脏不再能够强有力地收缩以向全身泵血。

然而,对心脏异常生长的分子机制有了更深入的了解,有望扭转这一局面。在新的研究中,天普大学(LKSOM)刘易斯·卡茨医学院(Lewis Katz School of Medicine at Temple University (LKSOM))的研究人员对心脏中一种名为FoxO1的关键分子调节器提供了新的线索。在7月9日在线发表在《循环》杂志上的一篇论文中,坦普尔大学的科学家们首次表明FoxO1附着并激活心脏细胞中的大量基因,导致生长信号的广泛增加,特别是在心脏内部。

“FoxO1是一种主要的转录因子,调节代谢和生长相关的基因,”Jessica Pfleger博士说,她是LKSOM转化医学中心的讲师,也是这项新研究的主要作者。“然而,在心脏中,它的活性与生长的增加和减少交替地联系在一起,因此,对于FoxO1的激活在心脏肥厚中意味着什么一直是不确定的。”

弄清楚FoxO1在心脏中的作用是至关重要的,因为制药公司正瞄准这类目标,开发治疗心脏肥大的新疗法。然而,为了使这些新疗法有效地发挥作用,我们需要对FoxO1的激活及其下游效应有更清晰的认识。

在新的研究中,Pfleger博士和他的同事使用所谓的横主动脉缩窄小鼠模型研究了FoxO1。在这些动物中,心脏肥厚是由于血压超载和心脏压力而发展的,因此大致上类似于人类高血压心脏肥厚的发展。研究人员对动物的心脏组织进行了全基因组分析,专门寻找FoxO1与DNA结合并开启或关闭基因的区域。

该小组的分析显示FoxO1广泛地与心脏细胞基因组的基因结合。

“它的基因组结合很广泛,但又很具体,”Pfleger博士解释说。FoxO1结合增加,尤其是在心脏的病理性生长过程中。这很有意义,因为心脏的生长需要激活大部分基因,这需要基因表达的大量增加。”

这项研究也首次在动物身上表明,心脏中FoxO1表达的缺失可以防止由慢性高血压引起的心脏过度生长。研究人员将FoxO1从实验室培养的心脏细胞中去除后发现,细胞不再因诱导生长的分子而增大。

“我们的观察结果主要揭示了尚未得到充分研究的病理性心脏生长机制,”Pfleger博士说。“在治疗方面,需要做更多的工作来正确地靶向FoxO1,因为它与许多与心脏生长相关的基因的激活密切相关。”

普雷格博士和同事们下一步计划研究与心脏异常生长有关的其他分子。

“其他因素,除了FoxO1,调节心脏肥厚,梳理它们的作用可以让我们更深入地了解哪些机制可能是最具治疗相关性的,”Pfleger博士补充道。