Nature揪出心衰的罪魁祸首

【字体: 时间:2014年03月14日 来源:生物通

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  来自美国桑福德-伯纳姆医学研究所、西奈山Icahn医学院心血管研究中心、加州大学圣地亚哥分校的心血管研究人员组成的一个研究小组,发现了在心力衰竭发病和病程进展中虽小却非常强有力的一个新型作用因子。研究人员还演示了他们是如何成功地阻断这一新发现的罪魁祸首,终止这一危及生命的慢性衰弱性疾病的进程的。

  

生物通报道  来自美国桑福德-伯纳姆医学研究所(Sanford-Burnham Medical Research Institute)、西奈山Icahn医学院心血管研究中心、加州大学圣地亚哥分校的心血管研究人员组成的一个研究小组,发现了在心力衰竭发病和病程进展中虽小却非常强有力的一个新型作用因子。研究人员还演示了他们是如何成功地阻断这一新发现的罪魁祸首,终止这一危及生命的慢性衰弱性疾病的进程的。研究结果发表在3月12日的《自然》(Nature)杂志上。

在这项研究中,科研人员确定了一个叫做miR-25的小片段RNA阻断了SERCA2a基因,后者调控了钙流进出心肌细胞。SERCA2a活性下降是心脏收缩不良、心肌细胞扩大导致心力衰竭的主要原因之一。

利用桑福德-伯纳姆医学研究所研究人员开发出的一种功能性筛查系统,研究小组发现miR-25在心力衰竭患者体内发挥病理作用,延误了心肌细胞进行适当钙吸收。

论文的资深作者、桑福德-伯纳姆医学研究所发育、衰老和再生项目教授、加州大学圣地亚哥Jacobs工程学院生物工程学教授Mark Mercola博士说:“在利用高通量功能性筛查之前,我们梳理与心力衰竭疾病进程相关的复杂生物学过程,就像是大海捞针一样。这项研究的结果验证了我们的方法适用于鉴别具有重要临床价值、可作为潜在治疗靶点的microRNAs。”

Mercola实验室率先利用了高通量的机器人药物发现方法来鉴别心力衰竭的新靶点。根据论文的共同主要作者、这一技术的开发者Christine Wahlquist和Agustin Rojas Muñoz博士所说,他们利用高通量的机器人筛查了整个基因组寻找与心肌功能障碍有关的microRNAs。

随后,西奈山Icahn医学院心血管研究中心的研究人员发现注入一种小片段RNA抑制miR-25的效应,可显著终止小鼠心力衰竭进展。此外,还提高了小鼠的心脏功能和生存。

论文的共同主要作者、西奈山Icahn医学院心血管研究中心博士后研究人员Dongtak Jeong说:“在这项研究中,我们不仅确定了一个导致心力衰竭的关键细胞过程,还证实了阻断这一过程的治疗潜力。”

近600万美国人患有心力衰竭,他们的心脏变得衰弱,无法泵出充足的血液和氧气输送到全身各处。心力衰竭是老年人主要的住院原因。通常,提供给心力衰竭患者的各种药物都只能暂时缓解他们的衰弱症状。这些药物既无法改善心脏功能也不能终止疾病进程。

论文的共同资深作者、西奈山Icahn医学院心血管研究中心Roger J. Hajjar博士说:“当前的心力衰竭药物不能有效地解决导致收缩功能变弱,心肌细胞扩张的潜在机制。新研究向我们提供了将miR-25作为重要的新治疗靶点进行开发的关键证据,成功阻断这一microRNA的新技术为不断增长的、有前景的心力衰竭疗法宝库又添加了新的武器,在未来的临床实验中我们将进一步地开发并测试这些疗法。”

目前,Hajjar实验室正在为心力衰竭患者开发一些新型的基因疗法。当前已进入IIb/III期人类临床实验的一种疗法,是利用一种改造病毒载体来传送生成SERCA2a酶的基因。还处于临床前开发的另一种疗法是利用一种失去功能的病毒来传递SUMO-1基因,它能够缩小扩大的心肌细胞及改善心脏功能((延伸阅读:Science医学:基因治疗挽救破损的心脏 )。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

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.

 

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