以心室擴(kuò)大、心臟收縮功能下降為主要表現(xiàn)的擴(kuò)張型心肌病(DCM)是心衰的重要病因之一。多數(shù)擴(kuò)張型心肌病患者發(fā)展為終末期心衰,由于缺乏有效藥物,確診后兩年內(nèi)的生存率不到60%。近日,上海市第十人民醫(yī)院心內(nèi)科徐大春/徐亞偉課題與同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授魏珂課題組聯(lián)合,在《循環(huán)》雜志發(fā)表論文,闡述了一種具有特殊功能的蛋白分子Jmjd4,可有效賦能心肌細(xì)胞、維持細(xì)胞能量代謝的穩(wěn)態(tài),有望成為擴(kuò)張型心肌病以及其他代謝功能障礙型心臟病的全新治療靶點(diǎn)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張型心肌病分子病理機(jī)制-肽度TIMEDOO

發(fā)現(xiàn)Jmjd4蛋白發(fā)揮心肌保護(hù)作用“關(guān)鍵助手”。研究團(tuán)隊(duì)供圖

面對(duì)棘手的擴(kuò)張型心肌病,近年來學(xué)術(shù)界的研究集中于表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域,一類稱為“結(jié)構(gòu)域蛋白”的蛋白分子Jmjd進(jìn)入了研究者視線,既往研究證實(shí),該類蛋白在心臟肥大和纖維化的病理過程中扮演了重要角色。Jmjd蛋白是一個(gè)大家族,其中的“老四”Jmjd4可以讓DNA“翻譯”為蛋白質(zhì)這一進(jìn)程盡快結(jié)束,那它在心肌細(xì)胞的能量代謝中發(fā)揮了什么作用?為此,該團(tuán)隊(duì)對(duì)Jmjd4展開了重點(diǎn)研究。

研究人員分析了人類擴(kuò)張型心肌病、小鼠心肌肥厚及心梗組織中Jmjd4表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)其在心臟疾病中表達(dá)明顯上調(diào),表明Jmjd4很可能是心衰進(jìn)展過程中的重要效應(yīng)蛋白。通過基因敲除,研究人員讓實(shí)驗(yàn)用小鼠的心肌細(xì)胞無法合成Jmjd4蛋白,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)鼠出現(xiàn)擴(kuò)張型心肌病,在心室擴(kuò)張的同時(shí)還伴有嚴(yán)重的病理性重塑,與臨床中心衰患者的病理表現(xiàn)一致。由此可見,Jmjd4蛋白對(duì)心衰有保護(hù)作用,但其中的機(jī)制人們并不清楚。

研究團(tuán)隊(duì)又采用全轉(zhuǎn)錄組測序、免疫共沉淀與聯(lián)合質(zhì)譜技術(shù),發(fā)現(xiàn)Jmjd4蛋白發(fā)揮心肌保護(hù)作用的“關(guān)鍵助手”——丙酮酸激酶2號(hào)亞型(Pkm2)與細(xì)胞的能量代謝高度相關(guān)。推測它通過作用于細(xì)胞的能量供應(yīng)站——線粒體,給病變受損的心肌細(xì)胞注入更多能量,從而大大提升修復(fù)效率,改善預(yù)后。

為驗(yàn)證上述推測,研究人員給實(shí)驗(yàn)鼠使用一種可以激發(fā)丙酮酸激酶2發(fā)揮更高生物活性的物質(zhì),結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠的心衰癥狀顯著改善,說明丙酮酸激酶2很有可能是擴(kuò)張型心肌病代謝干預(yù)治療的普適性靶點(diǎn)。

該項(xiàng)研究成果為治療擴(kuò)張型心肌病提供了新思路——借助特殊蛋白分子為病損細(xì)胞注入能量,可有效維持心肌細(xì)胞和心臟功能穩(wěn)態(tài),從而延緩乃至逆轉(zhuǎn)病程。

相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.123.064121

來源:《循環(huán)》