北京协和医院王伟伟研究员AFM:生物能量代谢调控的多肽水凝胶促进心肌梗死后心肌修复

2024-01-18 BioMed科技 BioMed科技 发表于陕西省

北京协和医学院生物医学工程研究所王伟伟研究员课题组,将线粒体延生肽MOTS-c与自组装多肽QQKFQKQKEQQ (Q11) 化学偶联,得到具有生物能量代谢调节功能的自组装多肽水凝胶MQgel。

心肌梗死(MI)是世界范围内死亡的主要原因。尽管目前的MI临床治疗方法例如药物治疗,经皮冠状动脉介入治疗以及冠状动脉搭桥术均能够在一定程度上改善患者心功能,但仍然存在缺血再灌注损伤,免疫排斥反应,不可逆的心肌坏死等问题。线粒体功能障碍是心肌梗死后细胞死亡的关键因素。研究表明,心肌细胞在心肌梗死期间经历代谢重编程,脂肪酸β氧化水平降低,糖酵解通量增加,TCA循环的中间产物琥珀酸异常积累,糖酵解速率的增加伴随着葡萄糖氧化的解偶联,以及质子和乳酸水平的升高,这可能进一步加重心肌损伤。因此预防心肌梗死引起的线粒体功能障碍,使细胞代谢恢复到正常水平,可能是一种有效的心肌梗死治疗策略。

近日,北京协和医学院生物医学工程研究所王伟伟研究员课题组将线粒体延生肽MOTS-c与自组装多肽QQKFQKQKEQQ (Q11) 化学偶联,得到具有生物能量代谢调节功能的自组装多肽水凝胶MQgel。MQgel通过改善线粒体功能和代谢,抑制心肌细胞凋亡并增强心肌细胞活力,进而改善MI心室的不良重塑并促进组织再生(图1)。

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图1. MQgel的制备以及用于MI治疗的机制示意图。

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图2. MQgel的制备与表征。

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图3. MQ改善氧化应激条件下心肌细胞线粒体功能。

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图4. MQ促进氧化应激条件下心肌细胞代谢重编程。

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图5. MQ促进内皮细胞迁移和成管。

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图6. MQgel促进MI模型中心肌的修复。

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图7. MQgel改善心肌梗死后心肌细胞线粒体功能和代谢。

上述成果以“Bioenergetic Metabolism Modulatory Peptide Hydrogel for Cardiac Protection and Repair After Myocardial Infarction”为题在Advanced Functional Materials期刊发表。北京协和医院生物医学工程研究所硕士研究生张雨珊为文章第一作者,北京协和医学院生物医学工程研究所黄平升研究员,王伟伟研究员,冯祖建助理研究员为文章共同通讯作者。本研究得到了中国医学科学院创新基金(2021-I2M-065,2021-I2M-1-058),天津市自然科学基金(22JCQNJC00120),中央高校基本科研业务费专项基金(2019PT350005),天津市杰出青年自然科学基金(21JCJQJC00020)和国家自然科学基金(82272162)的资助。

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