來源于:奇點(diǎn)糕 奇點(diǎn)網(wǎng)
心肌梗死簡(jiǎn)稱心梗,是導(dǎo)致人類死亡的主要原因之一,目前仍是一種無法完全治愈的疾病。
從字面意思上看,心肌梗死就是向心肌組織供血的血管堵塞導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡,看上去似乎沒那么復(fù)雜,但是想阻止心肌細(xì)胞死亡卻并沒有那么簡(jiǎn)單。
近日有個(gè)好消息,河南大學(xué)抗體藥物開發(fā)技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì),在著名期刊《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上發(fā)表重要研究成果[1]。
他們發(fā)現(xiàn),腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)與死亡受體5(DR5)結(jié)合,會(huì)誘導(dǎo)心肌細(xì)胞死亡,并募集和活化白細(xì)胞,進(jìn)而導(dǎo)致心臟損傷。
此外,他們還首次在多種動(dòng)物模型中證實(shí),用可溶性DR5-Fc融合蛋白(sDR5-Fc),可阻斷體內(nèi)TRAIL與DR5結(jié)合,減少心肌梗死后的心肌細(xì)胞死亡與炎癥反應(yīng)并改善心臟功能。
河南大學(xué)的王耀輝副教授為論文第一作者,張海龍、王志增、魏寅祥博士為共同第一作者;馬遠(yuǎn)方教授和賓夕法尼亞大學(xué)陳有海教授為論文共同通訊作者。
▲ 論文首頁截圖
心血管疾病起病突然、疾病進(jìn)展速度極快,致死率高,是比腫瘤更為可怕的人類健康殺手。
稍有醫(yī)學(xué)常識(shí)的人都知道,急性心梗是猝死的主要原因,目前,最有效的治療方法是發(fā)病后,在黃金檔口期內(nèi)盡快進(jìn)行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(PCI)手術(shù),放置支架。
但是,在冠狀動(dòng)脈堵塞后,缺血區(qū)心肌細(xì)胞以每小時(shí)20%的速度死亡,目前能在2個(gè)小時(shí)的黃金救治期內(nèi)完成PCI手術(shù)的病人少之又少。這就需要尋找一種有效的方法,盡量延緩心肌細(xì)胞死亡的速度,以給醫(yī)生和患者爭(zhēng)取寶貴的治療時(shí)間。
之前的研究表明,在心梗的時(shí)候,受損的心肌或駐留的免疫細(xì)胞會(huì)釋放的趨化因子,將循環(huán)白細(xì)胞募集到損傷部位[2,3]。這些被招募過來的免疫細(xì)胞被激活之后,會(huì)加重梗塞組織中的炎癥反應(yīng)[4]。
因此,抗炎治療可能有助于控制心梗期間的組織損傷。實(shí)際上,目前已經(jīng)有一些針對(duì)炎癥因子的臨床前和臨床研究在展開了[5-7],并且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。不過,從抗炎的角度出發(fā)的話,究竟到什么程度能減少心肌損傷仍未可知[8]。
馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì)注意到,sDR5是預(yù)測(cè)急性心梗患者長(zhǎng)期全因死亡率最有力的生物標(biāo)志物之一[9],蛋白質(zhì)組分析也顯示sDR5與收縮性心力衰竭密切相關(guān);此外,血液中TRAIL的濃度還與患者心梗的嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)[11]。
以上研究都表明,DR5和TRAIL都與心梗密切相關(guān),但二者在心梗中究竟起什么作用,仍未可知。于是DR5和TRAIL就成了馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì)的研究對(duì)象。
馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì)首先在心梗模型動(dòng)物證實(shí),心梗確實(shí)會(huì)導(dǎo)致DR5高表達(dá)。于是,他們假設(shè)DR5-TRAIL通路參與了心肌損傷過程,阻斷DR5與TRAIL的結(jié)合,有可能改善心梗的病理進(jìn)程。
為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè),他們?cè)O(shè)計(jì)了一種可溶性DR5-抗體重鏈恒定區(qū)融合蛋白(sDR5-Fc),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,sDR5-Fc可以與鼠、猴和人的TRAIL結(jié)合,且親和力隨種屬接近于人而增高。在Jurkat細(xì)胞系中的凋亡阻斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,sDR5-Fc以劑量依賴性方式阻斷TRAIL誘導(dǎo)的凋亡。這表明sDR5-Fc可以有效阻斷DR5-TRAIL通路。
那sDR5-Fc在模型動(dòng)物體內(nèi)的效果如何呢?
結(jié)果還是非常喜人的:sDR5-Fc可減少大鼠心肌梗死面積41%,減少小型豬心肌梗死面積67%,減少恒河猴心肌梗死面積76%。此外,給心梗的大鼠及恒河猴單次注射sDR5-Fc,均顯著提高后期心功能,防止心衰發(fā)生。
▲ sDR5-Fc對(duì)大鼠、小型豬和恒河猴心肌的保護(hù)作用
還有一個(gè)更重要的數(shù)據(jù)是,sDR5-Fc單次靜脈用藥可將恒河猴心梗模型的黃金救治期延長(zhǎng)120分鐘(據(jù)馬遠(yuǎn)方教授透露,他們最新數(shù)據(jù)顯示可以延長(zhǎng)180分鐘)。如果這個(gè)效果能在人體得到驗(yàn)證的話,那就相當(dāng)于將救治的黃金窗口期從原來的2小時(shí),延長(zhǎng)到5小時(shí),必將會(huì)挽回更多患者的生命。
▲ sDR5-Fc延長(zhǎng)黃金救治期
在后續(xù)的研究中,馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步揭示了DR5-TRAIL參與心肌損傷的機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn),在缺氧的情況下,DR5-TRAIL通路一方面直接導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡,另一方面募集并活化炎性細(xì)胞,產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子,加重心肌細(xì)胞凋亡。
▲ sDR5-Fc心肌保護(hù)作用機(jī)制
據(jù)了解,馬遠(yuǎn)方教授團(tuán)隊(duì)的研究成果已獲批2項(xiàng)國家發(fā)明專利,1項(xiàng)PCT專利正在申請(qǐng)中。他們正在開展sDR5-Fc的臨床前研究。
期待馬遠(yuǎn)方教授的研究成果早日轉(zhuǎn)化到臨床,以挽救更多心?;颊叩纳?。
參考資料:
[1].Wang Y, Zhang H, Wang Z, et al. Blocking the death checkpoint protein TRAIL improves cardiac function after myocardial infarction in monkeys, pigs, and rats[J]. Science Translational Medicine, 2020, 12(540).
[2].Frangogiannis N G. Pathophysiology of myocardial infarction[J]. Comprehensive Physiology, 2011, 5(4): 1841-1875.
[3].Yan X, Anzai A, Katsumata Y, et al. Temporal dynamics of cardiac immune cell accumulation following acute myocardial infarction[J]. Journal of molecular and cellular cardiology, 2013, 62: 24-35.
[4].Bonaventura A, Montecucco F, Dallegri F. Cellular recruitment in myocardial ischaemia/reperfusion injury[J]. European journal of clinical investigation, 2016, 46(6): 590-601.
[5].Hayashidani S, Tsutsui H, Shiomi T, et al. Anti-monocyte chemoattractant protein-1 gene therapy attenuates left ventricular remodeling and failure after experimental myocardial infarction[J]. Circulation, 2003, 108(17): 2134-2140.
[6].Ridker P M, MacFadyen J G, Everett B M, et al. Relationship of C-reactive protein reduction to cardiovascular event reduction following treatment with canakinumab: a secondary analysis from the CANTOS randomised controlled trial[J]. The Lancet, 2018, 391(10118): 319-328.
[7].Ridker P M, Everett B M, Thuren T, et al. Antiinflammatory therapy with canakinumab for atherosclerotic disease[J]. New England journal of medicine, 2017, 377(12): 1119-1131.
[8].Huet F, Akodad M, Fauconnier J, et al. Anti-inflammatory drugs as promising cardiovascular treatments[J]. Expert review of cardiovascular therapy, 2017, 15(2): 109-125.
[9].Skau E, Henriksen E, Wagner P, et al. GDF-15 and TRAIL-R2 are powerful predictors of long-term mortality in patients with acute myocardial infarction[J]. European journal of preventive cardiology, 2017, 24(15): 1576-1583.
[10].Stenemo M, Nowak C, Byberg L, et al. Circulating proteins as predictors of incident heart failure in the elderly[J]. European journal of heart failure, 2018, 20(1): 55-62.
[11].Nakajima H, Yanase N, Oshima K, et al. Enhanced expression of the apoptosis inducing ligand TRAIL in mononuclear cells after myocardial infarction[J]. Japanese heart journal, 2003, 44(6): 833-844.