犹他大学(University of Utah)的科学家们表示，一种新发现的分子有助于减少细胞和组织血液持续流失造成的损害，最终可能被用于防止手术中对重要器官的间接伤害。研究人员表示，基于这种分子的药物可以大大减少术后并发症，特别是心脏搭桥手术后的并发症。
“我们在进行手术时面临的一个特殊问题是，特别是血管手术，血流经常受到影响，”该研究的通讯作者、密歇根大学健康学院诺拉·埃克尔斯·哈里森心血管研究与训练研究所(CVRTI)主任Robin Shaw医学博士说。“任何时候我们限制血液流动,即使它是一个很好的理由,这将会伤害到我们的器官,我们试图救援以及其他器官损伤在我们的动物研究中,我们发现分子,GJA1-20k,可以帮助减轻缺血,血液流动的损失,可能防止意外伤害细胞,组织,和器官。”
这项研究发表在同行评议的在线杂志eLife上。
诱导缺血通常用于外科手术，如心脏搭桥手术，肖说。在美国，每年进行的50万例心脏直视手术几乎全部依靠心肺机来维持病人的生命，同时外科医生将健康的动脉和静脉移植到患病的心脏上。然而，这些机器并不完美。通常氧气不能像自然时那样流动或到达器官。因此，患者可能会经历低血压，并形成微小的血块。所有这些可能性都可能在无意中导致全身器官轻微缺血。
“有多种可能的原因导致心脏手术期间的脑缺血，但底线是，手术后几乎一半的患者会经历持续数月甚至数年的认知障碍，”肖说。对于肾脏、四肢和心脏等其他器官，外科医生为了进行血管手术而切断血液循环。我们应该能够限制血管手术对这些器官造成的损害。”
基于动物的研究中,科学家们早就知道,诱导的短脉冲低血管血三个五分钟每一罐防止更持久和更严重的缺血性心脏病或中风等事件,根据Daisuke志,博士,该研究的第一作者,CVRTI助理讲师。但是在人类身上复制这些被称为缺血预处理(IPC)的保护作用已经被证明是困难的。
研究人员已经研究了一种名为Connexin43的蛋白质作为药物靶点的潜力，它可能是这一过程的中介物。“然而，Connexin43和类似的蛋白质在临床试验中未能复制IPC。
在他们对人类细胞和小鼠的研究中，Shaw和他的同事们发现了GJA1-20k，一种由负责连接蛋白43的基因产生的肽。研究人员发现，这种在血流减少时增加的肽似乎模拟了IPC对心脏的保护。
具体来说，GJA1-20k导致细胞内称为线粒体的细胞器分裂。通常，这被认为是不好的，因为较小的线粒体通常不如较大的线粒体工作得好。然而，在这种情况下，肽诱导线粒体以一种健康的方式分裂，肖说。它具有保护作用，因为gja1 -20k诱导的更小的线粒体产生更少的自由基，自由基在缺血中起着关键作用，并减少细胞的氧气消耗。
在对产生GJA1-20k能力降低的小鼠进行的实验中，研究人员发现，诱导心脏缺血会导致线粒体功能障碍、自由基释放和心肌死亡。基因表达过GJA1-20k的心脏对缺血有保护作用。肖说，这些发现证实，当心脏和其他器官发生缺血时，它们会产生GJA1-20k来保护自己。结果还表明，提供GJA1-20k，例如通过输液(静脉滴注)，可以保护器官免受血流减少造成的损害。
肖说:“GJA1-20k是一种神奇的分子，它一直隐藏在我们的眼皮底下。”“它完全重现了缺血预适应的保护作用。假以时日，这种分子可能会变成改变生命的药物。”
肖和他的同事正在进一步测试GJA1-20k对其他动物的影响，这些动物的相关生理特征更接近于在人类身上发现的。
这项名为“应激反应蛋白GJA1-20k诱导的保护性线粒体裂变”的研究发表在《生命》杂志上。
