对抗心脏病的新目标
胆固醇和脂肪开始沉积在供应心脏的血管内壁后不久,赋予血管力量和灵活性的平滑肌细胞开始变大并繁殖。
研究这一现象的科学家怀疑血管平滑肌细胞试图帮助,这些强细胞的非典型行为反而有助于冠状动脉疾病心脏病是美国最常见的一种心脏病。
在一个恶性循环中,用于治疗冠状动脉疾病的支架和旁路移植都能引起同样的反应。
现在佐治亚医学院的科学家报告了细胞如何使这种不健康的生长和一个新的干预目标的新见解。
的内皮细胞这条线血血管与包裹它们的血管平滑肌细胞层保持不断的联系,平滑肌细胞层在调节我们的血压方面起着关键作用血压MCG血管生物学中心血管炎症项目主任、医学博士霍玉庆说。
例如,在良好的健康状态下,由于我们正在锻炼,这两种细胞类型共享关于血管是时候扩张一点的信息。然而,在血管疾病早期,对话发生了变化,霍说,他是美国心脏协会杂志上这项研究的通讯作者循环.
霍说:“它们得到了一些错误的信息,”现有的细胞成倍地变大并开始增殖,这是这些细胞通常不会做的,也许是为了在胆固醇和脂肪缩小现有通道的情况下为血液流动腾出更多的空间。
“正常情况下,平滑肌细胞提供力量……如果它们开始大量增殖,就会改变它们的身份,”霍说。
不管是什么原因,结果是血液的重要通道更加狭窄和疤痕,疾病恶化。因此,科学家们研究了导致这种不健康反应的构建模块。
他们知道,生长更多更大的细胞需要更多的DNA、RNA和它们产生的蛋白质。要做到这一点,需要更多的嘌呤,这是体内用来制造DNA的两种化合物之一,在这种情况下是腺嘌呤和鸟嘌呤。
他们所不知道的是,当面临动脉疾病时,这些细胞是如何产生更多嘌呤的,霍博士的博士后研究员、该研究的第一作者钱马博士说。
细胞产生嘌呤有两种基本方式:一种是从头制造嘌呤,称为从头合成嘌呤,另一种是循环利用。
Ma说,MCG的科学家是第一个发现在这种情况下,高耗能的从头合成嘌呤增加了。在小鼠和人类血管内的疤痕组织和斑块中,霍、马和他们的同事还发现了ATIC的表达增加,这是嘌呤生成所必需的基因。
当他们在全身范围内以及在血管平滑肌细胞中特异性敲除ATIC时,它抑制了嘌呤的产生,从而减少了DNA和RNA的产生,以及随后平滑肌细胞的增殖。
较少的ATIC的净效应是减少形成疤痕组织在动脉粥样硬化和再狭窄的动物模型中,血管再狭窄,包括支架内部的积聚,这可能发生在血管成形术打开堵塞的血管和放置支架以帮助保持血管开放之后。
“它带走了一个构建块DNA,”马说。“血管保持正常。腔腔保持开放。”
科学家们说,这种反应表明嘌呤的产生在平滑肌细胞的增殖中起着关键作用,并将ATIC作为一个合理的干预点。
“我们的模型表明,这个ATIC是重要的和可瞄准的,”马说。
虽然还有很多工作要做,但霍认为,在疾病过程的早期,当异常的压力测试表明血液中的胆固醇和脂肪开始沉积在血管内时,将ATIC抑制剂应用于放置在病变内部的支架时,效果最好血管这是一种很好的治疗方法。
科学家们希望他们的发现将激励药物开发人员为这一标志性的贡献者创造一种特定的抑制剂心脏病据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)称,糖尿病是美国男性和女性死亡的主要原因。
“我们的作用只是提供一个靶点,其他人就会产生一种药物,”马说,一种潜在的治疗方法可能会与降低胆固醇的他汀类药物等其他方法结合使用。
霍教授的实验室还计划研究当血管疾病不存在时,平滑肌细胞是否会选择使用嘌呤循环来满足对蛋白质的低得多的需求,而不是包括ATIC在内的多步骤生产过程。
科学家们指出,从零开始制造嘌呤通常是快速分裂的方法癌症细胞在这些细胞中,ATIC的表达也很高,这似乎使ATIC成为癌症的合理治疗靶点。事实上,传统的化疗药物甲氨蝶呤被认为是通过抑制ATIC起作用的一种方式,尽管这种药物有多个靶点,并有潜在的严重副作用,包括突然失明和癫痫。
“在压力下,肿瘤和平滑肌细胞都需要大量增殖,如果我们阻断这一途径,就会减少它们的增殖,”Ma说。
新的、更特异性的ATIC抑制剂正处于不同的抗癌研究阶段,但科学家们注意到,当他们尝试了一些新的抑制剂,包括高剂量时,它们显然不够有效和/或特异性,不足以对血管产生积极的改变平滑肌细胞他们通过基因操作得到的。
霍补充说,在这两种情况下,抑制剂可能都不能长期使用,因为它们可能会干扰需要增殖的细胞的工作,比如皮肤细胞和胃肠道细胞。但在战略节点和有限时间内进行治疗,即使是正常增殖,也不会造成伤害细胞.
该科学团队还在研究肺动脉高压产生嘌呤的途径,肺动脉高压是肺部和右侧心脏的破坏性高血压。
研究研究表明,高水平的ATIC与肝癌生存率低相关,降低ATIC的表达可以减少癌细胞的增殖和迁移。
自1994年以来,冠状动脉支架已经在这个国家使用,药物洗脱支架,涂有减少血栓形成的药物,5年后首次投入使用。支架是有一对冠状动脉病变的患者的主要干预手段,通过一些同样的过程可能导致支架的阻塞,以及放置支架对血管内膜造成的创伤。
更多信息:马倩等,atic相关的De Novo嘌呤合成在增生性动脉疾病中的重要作用,循环(2022)。DOI: 10.1161 / CIRCULATIONAHA.121.058901