俄亥俄州科学家调整开关的收缩,以修复心脏病

第一次,俄亥俄州立大学的科学家已经为心脏设计了新的钙受体,以调整动物模型中心跳的强度。该研究由Nature Communications杂志在线发表。

该团队由Jonathan Davis领导,由俄亥俄州立大学戴维斯心肺研究所的副教授和生物物理学家开发了一种蛋白质工程方法,通过定制心脏对钙的反应能力,这是收缩的信号。使用肌钙蛋白C(TnC L48Q)的修改版本,他们的研究表明它可以增强或治疗保持小鼠的心脏功能和心血管性能,没有有害影响通常与增加心肌收缩的其他代理。

“基本上,这就像调整一个无线电拨号以调整你想听的音乐。如果你不调整收音机,或受体,信号只是通过未被发现,“戴维斯说。 “当我们修改或调整受体时,它能够得到正确的信息,告诉心脏肌肉如何难以合同。

戴维斯说大多数心脏肌肉疾病涉及收缩的问题。许多策略增加钙信号,以改善心脏收缩。然而,他们这样做的代价是其他功能。这可能导致负面的副作用,如心律失常和细胞死亡,并最终增加死亡率。

该团队在常见的心脏病理学 - 心肌梗死或心脏病发作中评估了TnC L48Q。与梗塞对照组相比,TnC L48Q小鼠具有更好的心脏功能和心血管性能。也没有充血性心力衰竭或死亡率增加的迹象,两者都在对照组中观察到。

当评估TnC L48Q的长期效应和治疗潜力时,研究人员观察到与对照组相比,心脏功能,心血管性能稳定和显着改善,并且显着更少的有害重塑。这导致更好的生存。

“很久以来人们就认为改变受体是无效的,最好改变钙信号。我们看到强有力的证据不是这样的。改变钙受体确实有显着和更安全的影响,“研究的主要作者Vikram Shettigar说。

科学家报告,这些结果是通过基因治疗只取代一个适量的原始TnC受体实现的。这使得这种策略更有可能在将来成为一种可行的个性化治疗方案。

此外,戴维斯认为这些研究结果可能为对心脏病的新治疗打开了大门。在以前的体外工作,团队已定制几个TnC受体设计,以打击各种心脏疾病。该团队还致力于工程化其他钙受体的各种疾病,如高血压和心律失常。例如,在正在进行的动物模型研究中,Davis说早期表明普遍受体,钙调素,也可以调整没有不良影响。

接下来,研究人员打算在大型动物模型中测试工程化的TnC受体。

除了Shettigar,Davis的团队还包括来自俄亥俄州立大学心脏和肺研究所,生理学和细胞生物学系,神经科学系和医学院的合作者:Bo Zhang,Sean Little,Hussam Salhi,Brian Hansen,Ning李安,张建超,史蒂芬·霍尔,卢西亚·布鲁内洛,杰西卡·莱奇,诺亚·维斯勒,费迪诺·费多罗夫,费德里卡·阿科内罗,吉尔·拉斐尔·沃尔特尼,Sandor Gyorke,保罗·扬森,布兰登Biesiadecki和马克·齐奥洛。这项研究由国立卫生研究院和美国心脏协会的赠款资助。

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