放射疗法使心肌细胞“返老还童”

2021-09-28 13:14:25 科技工作者之家

当地时间9月24日,美国华盛顿大学的科学家们在《自然通讯》杂志上发表论文称,放射疗法可“重置”心肌细胞,使其处于更年轻、健康的状态。这意味着,医生无需侵入性手术,就能解决危及生命的心律失常问题。而且,低剂量的辐射也可以达到同样的效果,这为辐射疗法在不同类型心律失常中的推广带来了可能性。

在治疗心律失常时,医生们通常会使用一种名为“导管消融术”的侵入性手术。该术式需要将一根导管插入心脏,烧伤引发不规则心律的组织,产生疤痕,进而阻止错误的信号传导。

从理论上讲,放射疗法能够复制导管消融术产生的疤痕组织,但前者耗时更少,而且无创。医生发现,在放疗后的几天到几周内,患者的心律失常就得到了很大的改善,相较于放疗后疤痕组织的形成要快得多。这表明,单剂量的放疗可以在不形成疤痕组织的情况下减少心律失常。

进一步研究表明,放射治疗能触发心肌细胞表达不同的基因,导致Notch信号通路活动增强,该通路在早期发育中具有重要作用,包括形成心脏的电传导系统。在成年心肌细胞中,Notch通路一般是关闭的,而单剂量辐射会暂时激活Notch信号,导致心肌中钠离子通道长时间增加,这是一种可以缓解心律失常的关键性生理变化。

“心律失常与缓慢的电传导速度有关,辐射似乎能够通过激活早期的发育路径,使心脏组织恢复到更健康的状态,从而加快电传导速度。”论文通讯作者、发育生物学和生物医学工程的副教授Stacey L.Rentschler博士说。

科学家们通过小鼠和捐献的人类心脏研究了辐射对心肌细胞的影响,结果发现,在人类心脏样本中,心肌细胞的变化只出现在接受目标辐射剂量的心脏区域。“辐射确实会造成某种伤害,但它不同于导管消融,”论文合著者、癌症生物学主任Julie K. Schwarz博士说。“作为身体对损伤反应的一部分,心脏受损部分的细胞似乎启动了一些早期发育程序来修复自己。”

研究人员还发现,在幸存的心律失常患者中,辐射的有益影响至少会持续两年。不过,虽然Notch通路在这些效应中发挥了重要作用,但Schwarz表示,它并不是唯一的通路。目前研究人员正在继续研究辐射如何触发心脏细胞恢复到更健康的状态。

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编译:花花 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然通讯》

期刊编号:2041-1723

原文链接:https://medicalxpress.com/news/2021-09-therapy-reprograms-heart-muscle-cells.html

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