揭秘格列本脲类似物:环己脲缺失对缺血预处理心脏保护作用的影响

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Archives of Biochemistry and Biophysics 3.8

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  缺血 / 再灌注损伤死亡率高且缺乏有效疗法。研究人员以格列本脲类似物 IMP - A 为对象,研究其对缺血预处理(IP)介导心脏保护作用的影响。结果显示 IMP - A 不抑制 IP 保护作用,而格列本脲会。这为开发新疗法提供思路。

  在心脏健康领域,缺血 / 再灌注损伤就像一颗 “定时炸弹”,严重威胁着人们的生命健康。当心脏遭遇缺血后再恢复血液灌注时,本应带来生机的血液却像是隐藏着 “暗器”。线粒体作为细胞的 “能量工厂”,在这个过程中受到重创,大量产生的线粒体活性氧(ROS)如同 “疯狂的杀手”,无情地破坏细胞,导致心肌组织受损。目前,针对缺血 / 再灌注损伤,医学上还没有找到确切有效的治疗方法,这就如同在黑暗中摸索,急需一束光来照亮前行的道路。
在此背景下,国外的研究人员(来自 Universidade Federal do Cariri)开启了一场探索之旅。他们聚焦于线粒体 ATP 敏感性钾通道(mitoKATP),这个小小的通道在缺血预处理(IP)的心脏保护机制中起着关键作用。研究人员发现,mitoKATP 的激活能为心脏提供保护,就像给心脏穿上了一层 “防护服”,而它的拮抗剂则会破坏这层保护。格列本脲作为 mitoKATP 的经典抑制剂,一直备受关注。但此前没有人研究过格列本脲中的环己脲部分在缺血预处理中对 mitoKATP 抑制作用是否必要。于是,研究人员以一种缺少环己脲部分的格列本脲类似物 IMP - A 为研究对象,深入探究其对缺血预处理介导的心脏保护作用的影响。

研究人员在此次研究中主要运用了 Langendorff 装置进行离体实验,通过该装置模拟心脏的工作环境,观察不同处理下心脏的各项指标变化。同时,对线粒体相关指标进行检测,包括线粒体 ROS 水平、线粒体对 Ca2+诱导肿胀的敏感性、线粒体呼吸功能以及蛋白质巯基的变化等,以此来评估心脏和线粒体的功能状态。

在研究结果方面,研究人员首先进行了缺血预处理的阻断实验。利用 Langendorff 装置,他们发现,在离体实验中,IMP - A(2 - 5 μM)不会抑制缺血预处理对缺血 / 再灌注损伤的保护作用。经过缺血 / 再灌注损伤后,接受缺血预处理(无论是否添加 IMP - A)的心脏,其功能都得到了较好的维持,表现为左心室发展压、最大和最小一阶导数、心率 - 压力乘积等指标保持稳定,并且梗死面积减小。与之相反,经典的 mitoKATP 抑制剂格列本脲(2 μM)却完全消除了缺血预处理的保护作用。

接着,研究人员对线粒体的功能进行了深入研究。从再灌注的缺血预处理心脏中分离出的线粒体(无论是否用 IMP - A 处理),产生的线粒体 ROS 水平显著降低,并且对 Ca2+诱导的因线粒体通透性转换孔(mPTP)开放导致的肿胀敏感性降低。这意味着线粒体的稳定性更好,受到的损伤更小。同时,这些心脏中的蛋白质巯基也得到了较好的保护。然而,格列本脲的处理却使线粒体 ROS 生成增加,破坏了 mPTP 的稳定性和蛋白质巯基的保护作用。

此外,在研究线粒体呼吸功能时,研究人员发现,缺血预处理心脏(无论是否用 IMP - A 处理)的线粒体 O2消耗得以维持,这表明线粒体的能量代谢功能正常。但格列本脲却破坏了这种维持,而 IMP - A 则没有。

综合以上研究结果,研究人员得出结论:格列本脲中的环己脲基团对于其阻断缺血预处理介导的心脏保护作用至关重要。IMP - A 由于缺少环己脲部分,无法像格列本脲那样抑制缺血预处理的保护作用,反而在一定程度上维持了心脏和线粒体的功能。

这项研究意义重大。它为我们深入理解缺血预处理的心脏保护机制提供了新的视角,让我们明白 mitoKATP 的调节与格列本脲的结构密切相关。这一发现为开发新型治疗策略指明了方向,未来在研发针对缺血 / 再灌注损伤的药物时,可以避免使用具有类似格列本脲结构且可能产生不良影响的化合物,转而寻找更安全有效的替代药物,为心血管疾病患者带来新的希望。该研究成果发表在《Archives of Biochemistry and Biophysics》,为相关领域的研究提供了重要的参考依据,推动了心脏保护领域的进一步发展。

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