加州大学洛杉矶分校的研究人员发现,GPNMB蛋白是心脏病发作后心脏愈合过程中的关键调节因子。
研究人员利用动物模型表明,GPNMB是一种由骨髓来源的免疫细胞巨噬细胞分泌的蛋白质,它与受体GPR39结合,促进心脏修复。这一发现为心脏的自我修复能力提供了一个新的视角,并可能导致改善心脏健康和预防心力衰竭的创新疗法。
背景
在美国,每40秒就会发生一次心脏病发作,这是导致心力衰竭的主要原因。这些事件会损害心脏,削弱其泵血能力并造成疤痕。最初,疤痕组织的形成是为了稳定心脏的结构,但它会无限期地存在,给剩余的肌肉施加压力,最终导致心力衰竭。
先前的研究表明,GPNMB(糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B)与心力衰竭结局密切相关。然而,目前尚不清楚低水平的GPNMB是否直接导致心脏病发作后的心力衰竭。确定GPNMB是否发挥因果作用,而不仅仅是作为一种生物标志物,对于确定其作为潜在的治疗靶点至关重要。
方法
研究人员首先证明GPNMB是由骨髓中的炎症细胞产生的,而不是由心脏本身产生的。心脏病发作后,这些巨噬细胞迁移到心脏受损区域,在那里表达GPNMB。
利用小鼠模型,研究小组进行了骨髓移植和基因敲除,以使GPNMB基因失活。他们观察到,缺乏GPNMB的小鼠在心脏病发作后的结果明显更差,包括心脏破裂的风险更高——心脏衰竭患者也会出现致命的结果。相反,具有正常GPNMB表达和额外循环GPNMB的小鼠具有更好的心脏功能和减少疤痕。在模拟心脏病发作四周后,67%的gpnmb缺陷小鼠表现出严重的纤维化(疤痕),而对照组只有8%。
影响
研究人员确定GPR39是GPNMB的结合伙伴。以前被认为是孤儿受体,GPR39在与GPNMB结合时触发信号级联,从而减少疤痕并促进组织再生。
心力衰竭是心血管疾病的一个严重阶段,全世界约三分之一的死亡是由心力衰竭造成的。尽管它很流行,但目前还没有任何治疗方法可以提高心脏病发作后心脏的愈合能力。本研究提示,以GPNMB为治疗剂,以GPR39为靶点,可减少瘢痕形成,改善心功能,预防心力衰竭。
此外,这项研究可以扩展到心脏健康以外的领域。由于GPNMB在多种组织中表达,未来的研究将探讨其在修复其他受缺血性损伤的器官(包括肾和脑)中的作用。