醫學論文投稿心力衰竭的基因治療研究

　　這篇醫學論文投稿發表了心理衰竭的基因治療研究，心血管疾病會引發心力衰竭這種健康疾病，這種疾病嚴重危害到人們的生命，隨著生物科技的發展，基因治療成為治療這種疾病的心途徑，通過導入不同的基金達到治療心衰的目的。

　　摘要：心力衰竭是各種心血管疾病死亡的主要原因之一,現代認為心力衰竭與心肌細胞某些先天基因表達、調控異常有關。心力衰竭的基因治療主要是通過轉移和表達特異的基因,將目的基因導入靶細胞,糾正或補償失去正常功能的蛋白質,抑制不利基因的表達。根據心力衰竭時神經內分泌、細胞因子的改變,從病因學角度,導入不同的基因,以達到治療心衰的目的。基因治療有望成為心力衰竭新的治療途徑,本文就此方面的研究進展作一綜述。

　　關鍵詞：醫學論文投稿,心力衰竭,基因治療,心肌細胞

　　心力衰竭是各種心血管疾病死亡的主要原因之一,是嚴重危害人們健康的疾病。心力衰竭的治療主要采用藥物療法,目前已經能夠用藥物較好的控制,但是不能從根本上治療心力衰竭。隨著分子生物學發展以及對人類基因的研究進展,現代認為心力衰竭與心肌細胞某些先天基因表達、調控異常有關。應用基因治療心力衰竭已經成為一個新的前景。現在基因治療心力衰竭在動物試驗模型中獲得成功,并已成功的應用于人的心臟,開辟了基因治療的新時代。心力衰竭的基因治療主要是通過轉移和表達特異的基因,將目的基因導入靶細胞,糾正或補償失去正常功能的蛋白質,抑制不利基因的表達。根據心力衰竭時神經內分泌、細胞因子的改變,從病因學角度,導入不同的基因,以達到治療心衰的目的。其治療方法如下。

　　1β-腎上腺素能信號傳遞系統與基因治療

　　心力衰竭時,交感神經活動增強,β-腎上腺素能信號傳遞系統缺陷,包括:β-受體密度下調,β-腎上腺素能受體解偶聯,β-腎上腺素能受體激酶(βARK1)上調。從而使心肌收縮力減退,心功能減弱,在心力衰竭的發生、發展中起重要作用。因此,增加β-受體密度,維持腎上腺能受體功能,可以改善心功能,延緩心力衰竭發展。轉基因技術是一種改變β-腎上腺素能受體有效的方法。腺病毒介導的人β-腎上腺受體基因或βARK1抑制基因導入心肌細胞,可以糾正β-腎上腺素能受體信號傳遞系統的缺陷。Eckhart等利用基因轉移技術,將β-腎上腺素能受體基因導入心肌細胞,增加β-腎上腺素能受體表達,從而增強其功能,結果心肌細胞收縮力增強,抑制了心肌衰竭的發展[1]。Mauric等將含心肌蛋白凝蛋白重鏈(β-MHC)啟動子攜帶β-腎上腺素能受體的質粒DNA導入小鼠受精卵,建立轉基因小鼠。結果小鼠心肌β-腎上腺素能受體表達增加,β-腎上腺素能受體上調,功能增強[2]。國外關于βARK1研究的較多,βARK1是G蛋白介導的受體激酶家族,它可使β-腎上腺素能受體磷酸化,而喪失功能,β-腎上腺素能受體密度下調,最終β-腎上腺素能受體信號傳遞系統缺陷。心力衰竭時βARK1活動增強,因此用βARK1抑制因子基因,以腺病毒為載體,導入心肌細胞,使β-腎上腺素能受體上調,β-腎上腺素能受體功能恢復正常,使心力衰竭得到控制。White等在兔的心肌梗死模型中導入βARK1阻滯劑及βARKct基因,結果β-腎上腺素能受體信號傳遞系統功能增強,阻止心肌梗死進一步發展,延緩了心肌梗死后心力衰竭的發生。實驗證明,體內β-腎上腺素能受體轉基因治理,可以糾正壓力負荷過重引起的心功能障礙,預防和治療心力衰竭[3]。

　　2心肌肌質網Ca2+-ATP酶(SERCA2α)的表達與基因治療

　　Ca2+作為第二信使,在心肌興奮收縮耦聯中起重要作用。心肌細胞中Ca2+平衡的主要調節酶是SERCA2α,該酶促進Ca2+存儲、運轉和釋放,直接影響心肌的興奮-收縮耦聯過程,影響心肌的收縮和舒張功能。在心室舒張期時,SERCA2α消耗一分子ATP,將兩分子Ca2+由細胞質泵入肌漿網,降低細胞質游離Ca2+濃度,降低心室舒張壓,有利于心肌收縮。研究發現,Ca2+運輸異常,與心肌收縮功能障礙有關。心力衰竭時,Ca2+運輸異常,SERCA2α活動減弱,SERCA2α/受磷蛋白比例下降,Ca2+進入肌質網功能紊亂,影響心肌收縮功能。DelMonteF等將asPL基因導入心肌細胞,減少受磷蛋白對SERCA2α的抑制作用,增強SERCA2α活性。結果肌質網Ca2+運轉恢復正常,恢復心肌收縮能力,心功能改善,心力衰竭癥狀減輕。也可以用腺病毒將SERCA2α基因導入心衰細胞中,在細胞中表達SERCA2α,使Ca2+恢復平衡,心肌收縮能力增強,改善心功能[4]。

　　3細胞凋亡與基因治療

　　研究發現,細胞凋亡是心力衰竭發生發展的一個原因。凋亡相關基因參與了心肌損傷過程,目前已知的促進凋亡的基因有ced基因家族p53,Fas,caspase3,抑制心肌細胞凋亡能有效治療心力衰竭。研究表明,用腺病毒載體將bc1-2導入大鼠心肌細胞,可抑制P53基因導入的細胞凋亡,使心功能得到改善。用P38α突變的負性優勢基因轉移,亦可消除心肌細胞中P38a誘導的細胞凋亡。Caspase3在心力衰竭中活動增強,它能夠破壞心肌肌小結結構,影響心肌收縮,并激活細胞凋亡,促進心力衰竭發展[5]。因此基因治療能抑制心肌細胞凋亡,延緩和治療心力衰竭,改善心臟功能。

　　4調節心肌肥厚相關基因表達水平

　　心力衰竭不僅是外周血流動力學改變和心肌收縮力下降的問題,而且是壓力負荷刺激下,神經內分泌的激活,異常基因的表達。在心肌壓力超負荷刺激的早期,心肌細胞的源癌基因:myc、c-fos、ras出現快速、短暫的表達;在持續刺激下,細胞內胎兒收縮蛋白基因(s.q-actin)、心肌凝蛋白重鏈(β-MHC)、腫瘤壞死因子(TNF)、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)激活,基因轉錄,蛋白質合成,導致心肌肥大。這些異常基因表達的蛋白質,無收縮功能,且肥大的心肌細胞壽命短,易產生心力衰竭。抑制這些基因的表達,可抑制心肌細胞肥大。有研究發現,α-MHC基因表達水平下降是心力衰竭心肌收縮力減退的分子基礎之一,于是將α-MHC基因導入異常心肌細胞,增加α-MHC蛋白的合成,從而增加這些細胞的收縮力[6]。國外有報道,心力衰竭時α-MHC/β-MHC比值下降,導致心肌肥厚,心肌收縮力減退。可通過增加α-MHC基因的表達,減少β-MHC基因表達,使α-MHC/β-MHC比值增加,抑制心肌肥大,改善心功能,治療心力衰竭[7]。

　　5分子心肌成形術與基因治療

　　分子心肌成形術,即心肌成纖維細胞肌原化。也就是經基因轉導,改造非心肌細胞為具有收縮功能的心肌細胞。有收縮功能的心肌細胞數量減少,成纖維細胞增多,是心力衰竭發生的一個原因。因此,將具有收縮功能的蛋白質基因導入成纖維細胞,使其表達收縮蛋白,轉變成骨骼肌樣細胞,也就是把非收縮功能的細胞改變為有收縮功能的細胞,從而增加心肌收縮力,改善心功能。Tam等用攜帶MyoD基因的逆轉錄病毒載體轉染大鼠成纖維細胞,結果有95%纖維細胞表達MyoD基因。

　　6促血管成長因子與基因治療

　　心力衰竭時,心肌細胞肥大,血管床相對減少,心肌缺血缺氧,加重心力衰竭的發生發展。增加心肌血液供應,糾正心肌缺氧,是治療心力衰竭的一個方法。最新研究報道,Leotta等用腺病毒介導血管內皮細胞生長因子基因由血管壁導入血管內皮細胞,促進血管生成,增加缺血區血液供應,改善心肌供血[8]。Maisch等用人肝細胞生長因子(hHGF)基因,導入兔缺血模型,產生同樣效果[9]。此外,國外有人用腺病毒介導成纖維細胞生長因子-4(FGF-4)基因,在血管平滑肌(VSMC)內表達,抑制VSMC增殖,應用于擴張型心肌病心力衰竭[10]。對于促血管生成的基因治療有望改善心肌血液供應和心臟功能。

　　7心室重構與基因治療

　　對心肌纖維化,心肌重構機制的認識,以及對心力衰竭發生發展機制的研究發現,抑制心肌重構,是增強心功能、延緩心力衰竭發展的一個有效治療方法。Li等研究發現,基質-金屬蛋白酶(MMPs)是心力衰竭心肌細胞發生重構的一個有力的促進因子。MMPs受細胞因子、生長因子的調節;主要有細胞外MMPs誘導因子,β-生長因子。通過調節這些因子,抑制MMPs的活動,可抑制心肌重構[11]。具體的治療方法有待進一步探討。

　　8免疫抑制與基因治療

　　心臟移植是在心力衰竭末期的一種治療方法,移植排斥反應是它主要的難點。有人認為,可通過導入抑制免疫反應的基因:如TGF-B基因、IL-10基因,可以防止移植排斥反應。心力衰竭的基因治療廣泛應用于臨床還有許多問題尚待解決。目前應用的基因治療方法均不理想。如外源基因對心肌細胞的轉染率低,不能在心肌細胞內長期穩定的表達,對心肌細胞靶向性不強;用注射方式導入靶基因,易損傷心肌,且轉染率低,僅見于注射部位;用腺病毒攜帶外源基因雖然轉染率高,但是3～4周后,產生免疫反應,基因表達減少,限制了此型病毒的應用。在今后的心力衰竭基因治療的研究中,著重在于建立簡便、安全、對心肌細胞的靶向性高、轉染率高的基因轉移載體系統,使目的基因能夠在靶細胞內高效表達,并對表達進行適時適量的調控。雖然,在心血管系統常規進行體內基因治療還有很大困難,但是,隨著研究的深入,必將克服這些問題。用基因轉導的方法,替代缺陷、突變及異常表達的基因,對影響心臟功能的蛋白質進行調節,增強心臟功能。這種治療方法的研究和應用越來越廣泛,越來越深入。從細胞起步,經動物實驗過渡,目前已成功運用于人的心臟。心力衰竭的基因治療在今后的醫學發展中必將有突破性的進展,為心力衰竭病人帶來曙光。

　　作者：周晨虹 仲玲 單位：山東省青島市第九人民醫院

　　推薦期刊：《貴州醫藥》(月刊)創刊于1976年，是由貴州省衛生廳主管，貴州省醫藥衛生學會辦公室主辦，國內外公開發行的綜合性醫藥衛生類重要期刊。