Science从斑马鱼中发现的那

众所周知,心血管疾病是人类首要死亡原因,占全世界每年死亡人数的30%以上。心血管疾病同样是我国第一大死亡因素,根据《中国心血管健康与疾病报告》数据显示,年心脑血管疾病的死亡率和致残率高达44%,已超过癌症、呼吸道疾病与车祸的总和。

人类心肌细胞的再生能力很弱,一次心脏病发作就会杀死数百万至数千万心肌细胞,但每年只有1%的心肌细胞会自我更新,大多数心肌细胞损伤无法修复,从而增加了未来出现问题的风险。随着心肌梗死、缺血性心肌病反复发作,引起的心肌细胞凋亡和纤维化,会导致心脏衰竭,最后引起死亡。现有的心血管疾病治疗方法“治标不治本”,不能修复或逆转已坏死的心肌,目前除了心脏移植以外,没有更有效的治疗手段。

而一种常用的模式动物斑马鱼却有很强的心脏再生能力,它们的心肌细胞能够通过恢复到不成熟状态,然后增殖并替换受损的心脏组织。斑马鱼与人类共享70%的基因,因此研究斑马鱼这种强大的心脏再生能力,有望开发出心脏病药物并挽救许多生命。

年4月9日,澳大利亚VictorChang心脏研究所的研究人员在《Science》期刊发表了题为:Krüppel-likefactor1isacorecardiomyogenictriggerinzebrafish的研究论文。该研究发现,Klf1基因是斑马鱼心脏损伤修复的关键,作为一种遗传开关,在心脏损伤后启动心肌细胞增殖,进而修复受损心脏。这一发现提供了开启人类心脏再生能力的线索,有望开启人类心脏再生,挽救心脏病患者的生命。关于斑马鱼对心脏再生的研究,还要提到国内“斑马鱼心脏再生”顶级团队——华东师范大学钟涛教授团队研发的小分子药物CDMG和多肽因子CDIG两种心脏修复创新药物。新型结构促进心脏损伤修复,抑制受损心脏纤维化,提高受损心脏射血分数,进而增强心功能。钟教授团队以斑马鱼胚胎作为药物筛选机制,通过动物体内高内涵筛选发现的Cardiomogen(CDMG)小分子化合物可以促进心脏发育中心肌细胞分化与增殖。试验表明,CDMG先导化合物可以实现下调损伤心脏中β-catenin/Wnt信号,但不影响其他组织中Wnt信号通路,从而促进心肌细胞增殖和受损心脏修复。并且,动物试验显示,CDMG药物先导物不仅可以促进心梗小鼠的心肌细胞增殖,还可以达到心脏纤维疤痕组织的抑制效果。在超声心电图中显示,CDMG药物先导物可以实现小鼠左心室射血分数显著增加,降低心室扩张,提高心梗小鼠的心脏功能。现阶段,CDMG已完成药物合成制备路线和优化合成工艺,每一批次可以完成纯度达99.5%公斤量级的化合物量。给药途径可以实现口服或静脉滴注。改造成盐后可进一步提高生物利用度,增强药效。在毒性评估中,试验组剂量比有效剂量放大近倍,几乎无毒性,毒副作用比在临床试验中的美国同类新药低~20倍。钟涛教授团队的新型药物有望从根源上解决缺血性心肌病与心脏衰竭的病因。并且未来在抗衰老,动脉硬化,肺肾肝纤维化上都具有适应症扩展潜力。钟教授团队的这一发现在国际学术界受到高度评价。《科学》杂志评论道"钟涛教授团队提供了一个简单有效的体内筛选化合物方法,发现了一个心肌细胞特异性低毒性的Wnt信号通路抑制剂”。

钟涛教授团队诱导心肌细胞分化增殖的小分子先导化合物的发现,也被评价为“最有可能为心脏再生和自我修复的前沿疗法拓展新路“。

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