巨蟒循环脂肪酸的研究可能有益于患病的人类心脏
科罗拉多大学博尔德分校的一项令人惊讶的新研究表明,大量的脂肪酸在蟒蛇的血液循环中循环,促进心脏健康生长,这一结果可能对治疗人类心脏病有意义。
博尔德分校的Leslie Leinwand教授和她的研究小组发现,缅甸蟒蛇吃了一天之后,血液中的甘油三酯(天然脂肪和油脂的主要成分)含量增加了50多倍。尽管有大量脂肪酸在Python血流中,没有证据表明心脏沉积,研究人员还看到了众所周知的关键酶的活性增加,这些活动受到损伤。
在确定了被喂食的蟒蛇体内血浆的化学成分后,博尔德铜大学的研究人员给禁食的蟒蛇注射了“被喂食的”血浆或者一种他们研制出来的模拟血浆的重组脂肪酸混合物。在这两种情况下,蟒蛇的心脏生长速度都有所增加心脏健康。研究小组将实验更进一步,给老鼠注射了喂食巨蟒血浆或脂肪酸混合物,结果是一样的。
“我们发现脂肪酸的组合可以在活的有机体中诱导有益的心脏生长,”铜博尔德博士后研究员塞西莉亚·里克尔梅(Cecilia Riquelme)说,她是《科学》杂志那篇论文的第一作者。“现在我们正试图理解分子机制在过程背后希望结果可能导致新的疗法改善人类心脏病条件。“
这篇论文发表在10月28日的杂志上科学。除了Leinwand和Riquelme,作者还包括哥伦比亚大学博士后研究员布鲁克·哈里森,哥伦比亚大学研究生Jason Magida,哥伦比亚大学本科生Christopher Wall,爱尔兰爱尔兰大学研究员Thomas Marr和阿拉巴马大学塔斯卡卢萨分校教授Stephen Secor。
先前的研究表明,缅甸蟒蛇的心脏在饱餐一顿后的24到72小时内可以增长40%,而吞下猎物后的新陈代谢可以迅速增长40倍。成年缅甸蟒蛇像电线杆一样大,可以吞下鹿一样大的猎物,已知的长度可达27英尺,可以禁食长达一年而很少有不良影响。
Leinwand表示,心脏增长有良好且糟糕的类型,他是遗传心脏病疾病,包括肥厚性心肌病,年轻运动员猝死的主要原因。虽然心脏病疾病会导致人体心肌加厚并降低心脏室和心脏功能的大小,因为器官正在努力泵血,锻炼的心脏增大是有益的。
“奥林匹克游泳者迈克尔菲尔普斯和骑自行车的运动员等良好的运动员拥有巨大的心灵,”Cu的Biofrontiers Institute的首席科学官员莱茵湖说。“但是有很多人因现有的心脏病而无法运动,因此培养某种治疗是很好的,以促进心脏细胞的有益生长。”
里克尔梅说一旦加州大学小组确认血浆他们开始通过分析被喂食的血浆中的蛋白质、脂类、核酸和多肽来寻找正确的“信号”。研究小组使用了一种被称为气相色谱法的技术来分析禁食和喂食的蟒蛇血浆,最终确定了一种高度复杂的循环脂肪酸组成,在消化过程中有不同的丰度模式。
在哈里森领导的老鼠实验中,动物们被连接到“迷你泵”上,在一周的时间里输送低剂量的脂肪酸混合物。不仅老鼠心脏显示显著增长的主要部分心脏泵血,心脏肌肉细胞大小增加,没有增加心脏纤维化,使心脏肌肉僵硬,可以是疾病的征兆,没有改变肝脏或骨骼肌,他说。
“在血浆喂养的蟒蛇中发现的脂肪酸实际上可以刺激老鼠健康的心脏生长,这是值得注意的,”哈里森说。哈里森说,研究小组还在培养的大鼠心脏细胞上测试了喂食过的巨蟒血浆和脂肪酸混合物,都有相同的阳性结果。
Leinwand说,铜大学领导的研究小组还发现了被喂食的蟒蛇血浆细胞中信号通路的激活,这些信号通路充当了各种各样的交通灯。她说:“我们正试图了解如何让这些信号告诉单个心脏细胞,它们是走上了一条会带来病理后果的道路,比如疾病,还是会带来有益后果,比如锻炼。”
缅甸蟒蛇的猎物可以达到蟒蛇体重的100%,Leinwand说,他在博尔德大学拥有马斯科特聘教授。“当蟒蛇进食时,非同寻常的事情发生了。它的新陈代谢增加了四十多倍,通过建立新组织,器官的体积显著增加,而新组织在消化过程中被分解。”
结果表明,饲养的巨蟒血浆中三种关键脂肪酸是肉豆蔻酸、棕榈酸和棕榈油酸。Leinwand说,在进食期间,这种酶在蟒蛇心脏的活动增加,这种酶被称为超氧化物歧化酶,是一种众所周知的“保护心脏”的酶,在许多有机体中,包括人类。
新的科学研究在2006年开始,莱茵湖开始的项目始于2006年,当时她被评为霍华德休斯医学院教授,并获得了四年的雪佛兰追逐,MD。的研究所。作为Leinwand奖励的一部分,该研究生研究计划旨在专注于心像蟒蛇这样收缩蛇的生物学认为具有与人类疾病相关的相关性。
Leinwand说,本科生通过他们的基因研究和对实验室蟒蛇的照料,为新的巨蟒研究奠定了基础。虽然科学家们对果蝇、蠕虫和老鼠等标准实验室动物模型的基因组了解甚多,但对蟒蛇的基因组却知之甚少。Leinwand说:“为了进行这项研究,我们不得不使用分子遗传学工具做很多困难的基础工作。”
她说,CU-Boulder大学已经有了一个实验室的snake设备,这对项目的成功做出了贡献。
Leinwand说:“事实上,python研究涉及教职员工、博士后研究人员、研究生和本科生Christopher Wall,这表明这个项目是一个团队努力的结果。”“克里斯是一个很好的例子,说明科罗拉多大学如何为本科生提供了一个令人难以置信的教育研究环境。”沃尔现在是加州大学圣地亚哥分校的一名研究生。
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