研究表明,心脏蛋白是不同类型心脏病的新靶点
美国看病服务机构和生元国际了解到,就像燃料泵故障会导致汽车发动机失去动力一样,患病的心脏也会对身体机能造成严重影响。对一些病人来说,像爬一段楼梯或在房间里走动这样的任务最终会变成筋疲力尽的努力。这是因为,随着时间的推移,不管潜在的原因是什么,心脏损伤通常会进展,这是由于持续的氧化应激和有毒脂质改变心脏细胞的能量,并最终改变心脏正常功能的能力。
当有害的含氧分子数量超过有益的抗氧化剂时,就会发生氧化应激,导致与蛋白质、DNA和其他细胞成分发生损伤反应。现在,在两个新的研究中,研究人员刘易斯Katz天普大学医学院(LKSOM)显示,在心脏,一个分子特别是Kruppel-like因素(KLF) 5,一手燃料氧化分子的生成和积累的有毒脂类称为神经酰胺在心脏,加重了心脏功能障碍。这些研究首次将KLF5确定为导致心脏功能异常(包括糖尿病和心脏病发作)的不同疾病动物模型中常见的心脏损伤介质。
“我们的发现揭示了KLF5是不同类型心脏病的新靶点,”Konstantinos Drosatos博士说,他是转化医学中心、代谢疾病研究中心和坦普大学LKSOM老年痴呆症研究中心的药理学副教授。“作为一种驱动氧化应激和心脏中有毒脂质积累的统一因素,靶向KLF5的意义可能是深远的,为包括心功能障碍在内的广泛疾病的治疗开辟了道路。”
在12月2日在线发表在《循环研究》杂志上的第一项研究中,Drosatos博士和他的同事调查了KLF5在糖尿病性心肌病小鼠模型中的作用。糖尿病性心肌病是糖尿病的主要并发症,其特点是改变心脏细胞代谢和氧化损伤。这项新的研究表明,糖尿病患者心脏中的KLF5表达水平很高。
研究人员发现,患有糖尿病性心肌病的小鼠具有类似的高KLF5表达,并且他们发现,KLF5的升高与心脏内神经酰胺的积累有关。天然存在于细胞膜中的神经酰胺,在出现胰岛素抵抗和严重心脏损伤(如心脏病发作)时,会达到毒性水平。
然而,坦普尔研究小组的研究表明,在老鼠身上,这些有害影响是可以停止的。Drosatos博士解释说:“用药物和基因干预抑制KLF5不仅可以减少氧化应激,防止神经酰胺积累,还可以恢复心脏功能。”
在1月12日在线发表在《循环》杂志上的第二项研究中,由LKSOM医学博士研究生Matthew Hoffman推动,Drosatos博士的团队研究了KLF5在因心肌缺血引起的心力衰竭小鼠中的作用。心肌缺血是一种突然的、严重的心脏血流阻塞。心肌缺血的特征性表现是毒性脂质,特别是神经酰胺的大量增加。研究人员能够证明,KLF5参与了导致心壁损伤的神经酰胺的产生。神经酰胺的形成是由klf5诱导的一种被称为SPT1的分子的过表达驱动的。
Drosatos博士说:“下一步是确定心脏病的严重程度或患者对治疗的反应是否与KLF5升高有关。”“例如,我们从临床观察中了解到,一些心力衰竭患者对治疗干预的反应比其他人要少。我们想知道KLF5是否是决定患者对治疗反应的一个因素。”
此外,Drosatos博士和他的同事计划寻找调节KLF5的蛋白质,这可以拓宽对心脏和其他组织中KLF5激活的作用和途径的理解。
这些研究也为坦普尔大学的个人和合作研究开辟了新领域。