放射療法將心肌細胞重新編程到年輕狀態

來源: 生物360 / 作者: 2021-09-27
0

圣路易斯華盛頓大學醫學院 (Washington University School of Medicine in St. Louis) 的一項新研究表明,放射療法可以將心肌細胞重新編程,使其看起來處于更年輕的狀態,無需長期使用的侵入性手術,就能解決導致危及生命的心律失常的電問題。

在這種侵入性手術中——導管消融——一根導管插入心臟,引發危及生命的不規則心律——心室速——的組織被燒毀,產生疤痕,阻止錯誤的信號。然而,這項新的研究表明,通常用于治療癌癥的非侵入性放射療法可以使心肌細胞重新編程,使其變得更年輕,甚至更健康,解決細胞本身的電問題,而不需要疤痕組織來阻止過度活躍的電路。這項研究還表明,低劑量的輻射也可以達到同樣的細胞重編程效果,這為在不同類型的心律失常中更廣泛地使用輻射療法打開了可能性之門。

這項研究發表在 9 月 24 日的《自然通訊》雜志上。

華盛頓大學 (Washington University) 的醫學科學家在 2017 年表示,通常用于癌癥治療的放射療法可以針對心臟治療室性心動過速。

從理論上講,放射療法可以復制導管消融術產生的疤痕組織,但這是一個更短、完全無創的過程,使更嚴重的病人可以接受這種治療。令人驚訝的是,醫生們發現,在放療后的幾天到幾周內,患者的心律失常得到了很大的改善,這比放療后疤痕組織形成的時間要快得多,這表明單劑量的放療可以在不形成疤痕組織的情況下減少心律失常。數據顯示,對于某些室性心動過速的患者,放射治療即使不比導管消融術更好,也同樣有效,但方式不同且未知。

“傳統上,導管消融會產生疤痕組織,阻止導致室性心動過速的電路,” 資深作者、心臟病專家、發育生物學和生物醫學工程醫學副教授 Stacey L. Rentschler 博士說?!盀榱藥椭覀兞私夥派浏煼ㄊ欠褚舶l生了同樣的事情,一些接受這種新療法的患者允許我們研究他們的心臟組織——例如,在心臟移植之后,或者他們是否因其他原因去世。我們發現,僅憑疤痕組織無法解釋其顯著的臨床效果,這表明輻射以其他方式改善心律失常,所以我們深入研究了這方面的細節?!?/p>

科學家們發現,放射治療觸發心肌細胞開始表達不同的基因。他們測量了一種名為 Notch 的信號通路活動的增加,該通路在早期發育中具有重要作用,包括形成心臟的電傳導系統。

在成年心肌細胞中,Notch 通常是關閉的。但研究人員發現,單劑量的輻射會暫時激活 Notch 信號,導致心肌中鈉離子通道的長期增加,這是一種可以減少心律失常的關鍵生理變化。

“心律失常與緩慢的電傳導速度有關,”Rentschler 說?!胺派浏煼ㄋ坪跬ㄟ^激活早期的發育路徑,使心臟組織恢復到更健康的狀態,從而加快速度?!?/p>

研究人員在小鼠和捐獻的人類心臟上研究了這些影響。在人類心臟樣本中,研究人員發現,心肌細胞的這些變化只出現在接受目標輻射劑量的心臟區域。

“輻射確實會造成某種傷害,但它不同于導管消融,” 合著者、放射腫瘤學教授、放射腫瘤學部門癌癥生物學主任 Julie K. Schwarz 醫學博士說?!白鳛樯眢w對損傷的反應的一部分,心臟受損部分的細胞似乎啟動了一些早期發育程序來修復自己。了解它是如何工作的很重要,因為有了這些知識,我們可以改進治療這些患者的方法,然后將其應用到其他疾病上?!?/p>

研究人員還發現,在幸存的患者中,輻射的有益影響至少會持續兩年。重要的是,他們能夠在老鼠身上證明,較低劑量的輻射產生了同樣的效果。較低的輻射劑量可以將長期副作用降到最低,并為其他類型的心律失常提供這種治療方法。雖然 Notch 在這些效應中發揮了重要作用,但施瓦茨說,它并不是唯一的途徑。研究人員正在繼續研究輻射如何觸發心臟細胞恢復到更健康的狀態。

第一作者、Rentschler 實驗室的醫學博士 David M. Zhang 補充說:“這是一次令人興奮的合作,不僅是基礎科學家和臨床醫生之間的合作,也是心臟病學家和放射腫瘤學家之間的合作。從歷史上看,放射腫瘤學家專注于癌癥,并試圖避免對心臟進行輻射,所以這項研究為這兩個領域的研究和合作開辟了一個全新的領域?!?/p>

Cardiac radiotherapy induces electrical conduction reprogramming in the absence of transmural fibrosis

聲明:本網所有文章(包括圖片和音視頻資料)系出于傳遞更多信息之目的,且明確注明來源和作者,不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系(edit@bio360.net ),我們將立即進行刪除處理。所有文章僅代表作者觀點,不代表本站立場。