如何更好地修复受损的心？《自然》论文带来新见解

学术经纬

2024-10-26 08:30发布于江苏药明康德旗下药明在线官方账号

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当皮肤受伤出现大的伤口后，成纤维细胞会迅速增殖和迁移到受损部位，产生细胞外基质并形成瘢痕组织。伤口愈合之后，我们可能会看到皮肤表面形成了一道疤痕，这就是成纤维细胞的“杰作”。

这些瘢痕组织出现在皮肤上会影响美观，但出现在心脏的时候就可能有着致命的问题。心脏病发作、病毒感染都可能会造成心脏损伤，在心脏修复时瘢痕组织会在心肌组织上形成，此举会影响心脏的收缩，增加心衰的风险。当瘢痕组织形成后，医生只能设法减轻它带来的负面影响，而无法治愈相关症状，因此如何尽早阻止瘢痕组织形成显得更加至关重要。

图片来源：123RF

在近期的《自然》杂志上，来自华盛顿大学的研究者对心脏瘢痕组织进行了深入探索，他们发现一种针对干扰素-1β（IL-1β）的单克隆抗体可以阻止心脏瘢痕组织的发展，并且保护小鼠的心脏功能，提升心脏的泵血能力。

根据论文，作者首先对成纤维进行了分类研究。尽管成纤维细胞对心脏有多种作用，但它们并非一概而论，有些细胞群体负责支持心脏结构完整、维持血管流动性，这些属于“好”成纤维细胞；但还有一些类型则主要推动炎症发展，促进瘢痕组织形成，这些则属于“坏”成纤维细胞。

研究中，作者获取了45名志愿者的心脏捐献样本，他们有些人心脏健康，有些则经历过急性心肌梗死和慢性心衰。而借助单细胞测序技术，研究发现心脏疾病相关的成纤维细胞明显呈现出不同的分化轨迹，与健康成纤维细胞是完全不同的类群。

▲研究对心脏成纤维细胞进行了分类，促进疤痕组织的类型有着特殊的特征（图片来源：参考资料[1]）

而参与瘢痕组织形成的成纤维细胞与癌症或其他炎症疾病中相关的成纤维细胞非常类似，这也代表着它们的负面作用与炎症有关。遗传学分析手段显示，这些成纤维细胞的行为往往需要IL-1β信号来介导，为此他们在心衰小鼠模型中，向部分小鼠提供了IL-1β的单克隆抗体治疗。

结果显示，这一策略使心衰小鼠的心脏纤维化减轻，瘢痕组织形成水平明显下降，与对照组相比，治疗过后的小鼠心脏有着更好的泵血能力。这表明针对IL-1β靶点，或许能够帮助心脏受损患者免遭瘢痕组织的后续影响。

目前，美国FDA已经批准了两种阻断IL-1β的单克隆抗体用于治疗炎症性疾病，包括幼年特发性关节炎和复发性心包炎。研究人员正针对其中一种抗体canakinumab开展新的临床试验，探索它对于动脉粥样硬化的治疗作用。初步数据显示，canakinumab可以减轻心血管中的斑块堆积，同时能减少患者患有心衰的风险。作者认为，新研究的发现可以一定程度解释这些临床试验结果。而在未来，靶向IL-1β或许还能帮助阻止心脏瘢痕组织形成。

同期《自然》杂志上，另一篇论文发现应激诱导的基因表达变化会导致成纤维细胞异常状态，当IL-1β水平过高时，会激活转录因子MEOX1的增强子，并推动心脏成纤维细胞的异常反应。他们同样发现，通过抗体中和IL-1β可以改善心衰个体的心脏功能，减少组织纤维化。这些结果共同支持了靶向IL-1β有助于组织心脏受损后的瘢痕组织形成。

参考资料：

[1] Alexanian, M., Padmanabhan, A., Nishino, T. et al. Chromatin remodelling drives immune cell–fibroblast communication in heart failure. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08085-6

[2] Amrute, J.M., Luo, X., Penna, V. et al. Targeting immune–fibroblast cell communication in heart failure. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08008-5

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