PNAS:新的希望：能够阻止心脏疾病的蔓延
2017-12-26 佚名 Medicalxpress
我们的主动脉瓣的体积很小，不到心脏四分之一，它在将富含氧气的血液从心脏推向主动脉(我们身体最大的血管)，并从主动脉到其他所有器官的过程中发挥了重要作用。然而，几十年来，研究人员更多的关注的是动脉粥样硬化(血管自身逐渐硬化)，而不是受损的瓣膜。
我们的主动脉瓣的体积很小，不到心脏四分之一，它在将富含氧气的血液从心脏推向主动脉(我们身体最大的血管)，并从主动脉到其他所有器官的过程中发挥了重要作用。然而，几十年来，研究人员更多的关注的是动脉粥样硬化(血管自身逐渐硬化)，而不是受损的瓣膜。
科学家们现在正在了解钙化主动脉瓣疾病的根源。
“很长一段时间以来，人们都认为CAVD只是动脉粥样硬化的瓣膜，”教授Kristyn Masters说。“今天，我们知道，瓣膜细胞非常独特，与我们血管中的平滑肌细胞截然不同，这就解释了为什么一些治疗动脉粥样硬化的方法，如他汀类药物，对CAVD不起作用，以及为什么对药物的研究必须从头开始。”
在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上发表的一篇研究论文中，一个由马斯特斯领导的研究小组跨越了一个长期存在的障碍。研究人员首次对可能导致狭窄的早期一系列事件进行了梳理，这是一种严重的主动脉瓣狭窄，可以减少血液流向身体组织，削弱心脏。
目前治疗狭窄的唯一方法是瓣膜置换术，这通常需要风险昂贵的开心术。
Masters说：“我们的研究为动脉粥样硬化和CAVD之间的差异提供了新的线索，尤其是在我们可以用药物治疗的瓶颈事件方面。” “随着对疾病从早期到晚期的进展有了更好的了解，我们最终能够停止CAVD，避免瓣膜置换手术。”
由于老鼠和其他小动物的心脏与人类器官的心脏大不相同，因此，由于缺乏良好的动物模型，它们的研究一直受到阻碍。这就是为什么那些猪——特别是那些在动脉中有过量脂肪分子的猪——是当前研究的一个重要起点。
他们的阀门提供了早期的CAVD的快照，这对人类的捕获具有挑战性，这表明它通常是由在瓣膜组织中被称为glycosaminoglycans(GAGs)的某些糖分子的积累开始的。但是为了研究这种组织如何对不断增加的GAGs做出反应，研究人员需要更多的瓣膜组织，而不是活猪所能提供的。
这促使他们建立了一种类似于实验室培养皿中早期猪的特征的模型。这一模型的关键在于能够以其原生健康的形式生长出瓣膜细胞，这与之前许多研究的重点在于已经患病的细胞。
当研究人员只改变了这些原生气阀细胞所暴露的GAGs的数量，同时保持所有其他条件不变时，他们观察到令人惊讶的结果，这些结果挑战了先前的假设。
马斯特斯说：“我们认为，在疾病的发病过程中，GAGs会发挥重要作用，但我们补充的越多，细胞产生的炎症因子就越少，它们就越快乐。”“当我们仔细研究这一意外发现时，我们注意到两种截然不同的效果：GAGs直接增加了一种生长新血管所需的化学物质，同时也捕获了低密度脂蛋白(LDL)分子。”
这两种效应都不会立即对瓣膜细胞造成损害，但是这种诱捕使得氧气更容易与低密度脂蛋白分子发生反应，而氧化LDL的积累似乎是一个多阶段过程对瓣膜损伤的瓶颈事件，马斯特斯说。
这个多阶段的过程可以解释为什么在65岁以上的成年人中，有25%的人患有部分闭塞的主动脉瓣，但是只有1%的人会因为瓣膜不能再打开和关闭而导致狭窄。原生气阀细胞自身不能氧化低密度脂蛋白，而血管平滑肌细胞可以，这一事实也凸显出了CAVD和动脉粥样硬化之间的关键区别。
这些药物可以防止早期的CAVD通过使GAGs更不容易束缚LDL而发展成狭窄。“我们研究的关键信息是，CAVD是一个多阶段的过程，健康的瓣膜细胞对LDL的反应与血管细胞不同，”马斯特斯说。“在这个新的体外模型中，研究多种步骤的能力，为开发与动脉粥样硬化不同的药物开辟了一些有希望的途径。”
原始出处：
Ana M. Porras el al.Creation of disease-inspired biomaterial environments to mimic pathological events in early calcific aortic valve disease，PNAS (2017).
Ana M. Porras el al.Creation of disease-inspired biomaterial environments to mimic pathological events in early calcific aortic valve disease，PNAS (2017).
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