根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心(CDC)資料顯示，大約有570萬美國人患有心臟衰竭，其中有一半的人將在5年內(nèi)死于這種疾病。有兩個過程會觸發(fā)這種疾?。捍嗳醯男呐K肌肉——它們不太容易抽動，和心臟細(xì)胞的死亡——對心臟造成不可彌補(bǔ)的損害。β受體阻斷劑——常用于治療心臟病，可通過阻斷心臟中的β腎上腺素受體而發(fā)揮作用，從而使心臟細(xì)胞免于死亡。但是β腎上腺素受體也有助于保持心臟跳動——這種藥物也能阻止這個功能。

現(xiàn)在，湯姆森杰斐遜大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了如何解決這個問題，通過利用另一種途徑，阻止心臟損傷并幫助它保持跳動。這項研究在線發(fā)表于本周的《PNAS》雜志，可促使我們開發(fā)一種新型的、并可能更有效的藥物來治療心臟衰竭。

本文資深作者、Sidney Kimmel 醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和分子生物學(xué)系主任Jeffrey Benovic教授說：“在這項研究成果準(zhǔn)備好用于病人之前，還有更多的工作要做，但這是一個極好的例子，表明基礎(chǔ)研究實(shí)驗室的一點(diǎn)兒好奇心帶來的發(fā)現(xiàn)，就有可能改變我們對待一種非常普遍且致命的疾病的方式。”

在心臟中的β腎上腺素受體當(dāng)中，腎上腺素能受體主要是負(fù)責(zé)心臟的收縮，或抽動行動，這可通過傳統(tǒng)的β受體阻斷劑而被靶定。不過，Benovic博士的實(shí)驗室，已經(jīng)開發(fā)出一系列稱為pepducins的分子，來自于β2-腎上腺素能受體的片段，他們發(fā)現(xiàn)，這可以選擇性地激活它們所來源的受體。

Benovic博士實(shí)驗室的前研究生Richard Carr，在描述這些pepducins的屬性時，他注意到，這些分子與一種常見心臟衰竭藥物（卡維地洛）共有類似的特征。他們把pepducin交給天普大學(xué)的同事Douglas Tilley博士，檢測心臟細(xì)胞對該分子如何回應(yīng)。Benovic博士說：“Tilley被他所看到的結(jié)果震撼了。”

當(dāng)Tilley博士用pepducin給心臟細(xì)胞脈沖釋藥時，細(xì)胞開始更有力的跳動。Benovic博士說：“我們沒有想到會發(fā)生這種情況。他們使用的pepducin對β2-腎上腺素能受體通路來說是特定的，并對β1受體沒有任何影響。研究人員首次證明，使用這種新型pepducin，心肌細(xì)胞的收縮可以通過β2-腎上腺素能受體而被觸發(fā)。

通過進(jìn)一步的生化分析，研究人員表明，pepducin可激活β2-腎上腺素能受體與二次信號分子（稱為β抑制蛋白）相互作用的能力，這種相互作用能夠促進(jìn)心臟細(xì)胞的跳動。此外，pepducin只激活40%到50%的β2受體。Benovic說：“通過隨意修補(bǔ)pepducin分子，我們認(rèn)為我們可以完全將其激活。”

Benovic博士說，接下來的步驟是設(shè)計一個更好的pepducin版本。此外，Benovic博士及其同事計劃篩選現(xiàn)有的小分子或藥物，以探究是否有一種可以模仿pepducin的作用。他們還計劃研究pepducin和beta2受體的結(jié)構(gòu)，以更深入地了解如何設(shè)計更有效的pepducin樣分子。

Benovic說：“如果我們發(fā)現(xiàn)或設(shè)計一種作用類似于pepducin的化合物，它不一定能治愈心臟病，但是它會給醫(yī)生提供一種工具來幫助支撐一顆衰竭的心臟。”

今年2月份，澳大利亞墨爾本大學(xué)的醫(yī)生和工程師，根據(jù)一種比人頭發(fā)還薄的相機(jī)所拍攝的照片，使用超級計算機(jī)來為心臟病患者制備三維模型。研究人員在《European Heart Journal》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文中，描述了超級計算機(jī)在個性化醫(yī)學(xué)中的潛在應(yīng)用。

去年12月份，Science雜志上發(fā)表的一項研究顯示，蛋白YME1在調(diào)控線粒體數(shù)量、類型和外形中起到了關(guān)鍵作用。YME1缺乏會使小鼠出現(xiàn)心臟病患者的典型代謝缺陷，基于膳食的代謝干預(yù)能使心臟功能恢復(fù)正常。這一發(fā)現(xiàn)為人們開辟了治療相關(guān)疾病的新途徑。