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Nature揪出心衰的罪魁禍首
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年03月14日 來源:生物通
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來自美國桑福德-伯納姆醫學研究所、西奈山Icahn醫學院心血管研究中心、加州大學圣地亞哥分校的心血管研究人員組成的一個研究小組,發現了在心力衰竭發病和病程進展中雖小卻非常強有力的一個新型作用因子。研究人員還演示了他們是如何成功地阻斷這一新發現的罪魁禍首,終止這一危及生命的慢性衰弱性疾病的進程的。
生物通報道 來自美國桑福德-伯納姆醫學研究所(Sanford-Burnham Medical Research Institute)、西奈山Icahn醫學院心血管研究中心、加州大學圣地亞哥分校的心血管研究人員組成的一個研究小組,發現了在心力衰竭發病和病程進展中雖小卻非常強有力的一個新型作用因子。研究人員還演示了他們是如何成功地阻斷這一新發現的罪魁禍首,終止這一危及生命的慢性衰弱性疾病的進程的。研究結果發表在3月12日的《自然》(Nature)雜志上。
在這項研究中,科研人員確定了一個叫做miR-25的小片段RNA阻斷了SERCA2a基因,后者調控了鈣流進出心肌細胞。SERCA2a活性下降是心臟收縮不良、心肌細胞擴大導致心力衰竭的主要原因之一。
利用桑福德-伯納姆醫學研究所研究人員開發出的一種功能性篩查系統,研究小組發現miR-25在心力衰竭患者體內發揮病理作用,延誤了心肌細胞進行適當鈣吸收。
論文的資深作者、桑福德-伯納姆醫學研究所發育、衰老和再生項目教授、加州大學圣地亞哥Jacobs工程學院生物工程學教授Mark Mercola博士說:“在利用高通量功能性篩查之前,我們梳理與心力衰竭疾病進程相關的復雜生物學過程,就像是大海撈針一樣。這項研究的結果驗證了我們的方法適用于鑒別具有重要臨床價值、可作為潛在治療靶點的microRNAs。”
Mercola實驗室率先利用了高通量的機器人藥物發現方法來鑒別心力衰竭的新靶點。根據論文的共同主要作者、這一技術的開發者Christine Wahlquist和Agustin Rojas Muñoz博士所說,他們利用高通量的機器人篩查了整個基因組尋找與心肌功能障礙有關的microRNAs。
隨后,西奈山Icahn醫學院心血管研究中心的研究人員發現注入一種小片段RNA抑制miR-25的效應,可顯著終止小鼠心力衰竭進展。此外,還提高了小鼠的心臟功能和生存。
論文的共同主要作者、西奈山Icahn醫學院心血管研究中心博士后研究人員Dongtak Jeong說:“在這項研究中,我們不僅確定了一個導致心力衰竭的關鍵細胞過程,還證實了阻斷這一過程的治療潛力。”
近600萬美國人患有心力衰竭,他們的心臟變得衰弱,無法泵出充足的血液和氧氣輸送到全身各處。心力衰竭是老年人主要的住院原因。通常,提供給心力衰竭患者的各種藥物都只能暫時緩解他們的衰弱癥狀。這些藥物既無法改善心臟功能也不能終止疾病進程。
論文的共同資深作者、西奈山Icahn醫學院心血管研究中心Roger J. Hajjar博士說:“當前的心力衰竭藥物不能有效地解決導致收縮功能變弱,心肌細胞擴張的潛在機制。新研究向我們提供了將miR-25作為重要的新治療靶點進行開發的關鍵證據,成功阻斷這一microRNA的新技術為不斷增長的、有前景的心力衰竭療法寶庫又添加了新的武器,在未來的臨床實驗中我們將進一步地開發并測試這些療法。”
目前,Hajjar實驗室正在為心力衰竭患者開發一些新型的基因療法。當前已進入IIb/III期人類臨床實驗的一種療法,是利用一種改造病毒載體來傳送生成SERCA2a酶的基因。還處于臨床前開發的另一種療法是利用一種失去功能的病毒來傳遞SUMO-1基因,它能夠縮小擴大的心肌細胞及改善心臟功能((延伸閱讀:Science醫學:基因治療挽救破損的心臟 )。
(生物通:何嬙)
生物通推薦原文摘要:
Inhibition of miR-25 improves cardiac contractility in the failing heart
Heart failure is characterized by a debilitating decline in cardiac function1, and recent clinical trial results indicate that improving the contractility of heart muscle cells by boosting intracellular calcium handling might be an effective therapy2, 3. MicroRNAs (miRNAs) are dysregulated in heart failure4, 5 but whether they control contractility or constitute therapeutic targets remains speculative. Using high-throughput functional screening of the human microRNAome, here we identify miRNAs that suppress intracellular calcium handling in heart muscle by interacting with messenger RNA encoding the sarcoplasmic reticulum calcium uptake pump SERCA2a (also known as ATP2A2). Of 875 miRNAs tested, miR-25 potently delayed calcium uptake kinetics in cardiomyocytes in vitro and was upregulated in heart failure, both in mice and humans. Whereas adeno-associated virus 9 (AAV9)-mediated overexpression of miR-25 in vivo resulted in a significant loss of contractile function, injection of an antisense oligonucleotide (antagomiR) against miR-25 markedly halted established heart failure in a mouse model, improving cardiac function and survival relative to a control antagomiR oligonucleotide. These data reveal that increased expression of endogenous miR-25 contributes to declining cardiac function during heart failure and suggest that it might be targeted therapeutically to restore function.