新的希望:能够阻止心脏疾病的蔓延

白木清水  发布于:2017-12-26 15:05阅读量:197 来源: medicalxpress 

我们的主动脉瓣的体积很小,不到心脏四分之一,它在将富含氧气的血液从心脏推向主动脉(我们身体最大的血管),并从主动脉到其他所有器官的过程中发挥了重要作用。然而,几十年来,研究人员更多的关注的是动脉粥样硬化(血管自身逐渐硬化),而不是受损的瓣膜。


科学家们现在正在了解钙化主动脉瓣疾病的根源。


“很长一段时间以来,人们都认为CAVD只是动脉粥样硬化的瓣膜,”教授Kristyn Masters说。“今天,我们知道,瓣膜细胞非常独特,与我们血管中的平滑肌细胞截然不同,这就解释了为什么一些治疗动脉粥样硬化的方法,如他汀类药物,对CAVD不起作用,以及为什么对药物的研究必须从头开始。”


在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上发表的一篇研究论文中,一个由马斯特斯领导的研究小组跨越了一个长期存在的障碍。研究人员首次对可能导致狭窄的早期一系列事件进行了梳理,这是一种严重的主动脉瓣狭窄,可以减少血液流向身体组织,削弱心脏。


目前治疗狭窄的唯一方法是瓣膜置换术,这通常需要风险昂贵的开心术。


Masters说:“我们的研究为动脉粥样硬化和CAVD之间的差异提供了新的线索,尤其是在我们可以用药物治疗的瓶颈事件方面。” “随着对疾病从早期到晚期的进展有了更好的了解,我们最终能够停止CAVD,避免瓣膜置换手术。”


由于老鼠和其他小动物的心脏与人类器官的心脏大不相同,因此,由于缺乏良好的动物模型,它们的研究一直受到阻碍。这就是为什么那些猪——特别是那些在动脉中有过量脂肪分子的猪——是当前研究的一个重要起点。


他们的阀门提供了早期的CAVD的快照,这对人类的捕获具有挑战性,这表明它通常是由在瓣膜组织中被称为glycosaminoglycans(GAGs)的某些糖分子的积累开始的。但是为了研究这种组织如何对不断增加的GAGs做出反应,研究人员需要更多的瓣膜组织,而不是活猪所能提供的。


这促使他们建立了一种类似于实验室培养皿中早期猪的特征的模型。这一模型的关键在于能够以其原生健康的形式生长出瓣膜细胞,这与之前许多研究的重点在于已经患病的细胞。


当研究人员只改变了这些原生气阀细胞所暴露的GAGs的数量,同时保持所有其他条件不变时,他们观察到令人惊讶的结果,这些结果挑战了先前的假设。


马斯特斯说:“我们认为,在疾病的发病过程中,GAGs会发挥重要作用,但我们补充的越多,细胞产生的炎症因子就越少,它们就越快乐。”“当我们仔细研究这一意外发现时,我们注意到两种截然不同的效果:GAGs直接增加了一种生长新血管所需的化学物质,同时也捕获了低密度脂蛋白(LDL)分子。”

                                                               

这两种效应都不会立即对瓣膜细胞造成损害,但是这种诱捕使得氧气更容易与低密度脂蛋白分子发生反应,而氧化LDL的积累似乎是一个多阶段过程对瓣膜损伤的瓶颈事件,马斯特斯说。


这个多阶段的过程可以解释为什么在65岁以上的成年人中,有25%的人患有部分闭塞的主动脉瓣,但是只有1%的人会因为瓣膜不能再打开和关闭而导致狭窄。原生气阀细胞自身不能氧化低密度脂蛋白,而血管平滑肌细胞可以,这一事实也凸显出了CAVD和动脉粥样硬化之间的关键区别。


这些药物可以防止早期的CAVD通过使GAGs更不容易束缚LDL而发展成狭窄。“我们研究的关键信息是,CAVD是一个多阶段的过程,健康的瓣膜细胞对LDL的反应与血管细胞不同,”马斯特斯说。“在这个新的体外模型中,研究多种步骤的能力,为开发与动脉粥样硬化不同的药物开辟了一些有希望的途径。”



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