醫(yī)學(xué)論文投稿心力衰竭的基因治療研究

　　這篇醫(yī)學(xué)論文投稿發(fā)表了心理衰竭的基因治療研究，心血管疾病會引發(fā)心力衰竭這種健康疾病，這種疾病嚴(yán)重危害到人們的生命，隨著生物科技的發(fā)展，基因治療成為治療這種疾病的心途徑，通過導(dǎo)入不同的基金達(dá)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(xiàn)代認(rèn)為心力衰竭與心肌細(xì)胞某些先天基因表達(dá)、調(diào)控異常有關(guān)。心力衰竭的基因治療主要是通過轉(zhuǎn)移和表達(dá)特異的基因,將目的基因?qū)氚屑?xì)胞,糾正或補(bǔ)償失去正常功能的蛋白質(zhì),抑制不利基因的表達(dá)。根據(jù)心力衰竭時神經(jīng)內(nèi)分泌、細(xì)胞因子的改變,從病因?qū)W角度,導(dǎo)入不同的基因,以達(dá)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(jìn)展作一綜述。

　　關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)論文投稿,心力衰竭,基因治療,心肌細(xì)胞

　　心力衰竭是各種心血管疾病死亡的主要原因之一,是嚴(yán)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(jīng)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(xué)發(fā)展以及對人類基因的研究進(jìn)展,現(xiàn)代認(rèn)為心力衰竭與心肌細(xì)胞某些先天基因表達(dá)、調(diào)控異常有關(guān)。應(yīng)用基因治療心力衰竭已經(jīng)成為一個新的前景。現(xiàn)在基因治療心力衰竭在動物試驗?zāi)Ｐ椭蝎@得成功,并已成功的應(yīng)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(zhuǎn)移和表達(dá)特異的基因,將目的基因?qū)氚屑?xì)胞,糾正或補(bǔ)償失去正常功能的蛋白質(zhì),抑制不利基因的表達(dá)。根據(jù)心力衰竭時神經(jīng)內(nèi)分泌、細(xì)胞因子的改變,從病因?qū)W角度,導(dǎo)入不同的基因,以達(dá)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(tǒng)與基因治療

　　心力衰竭時,交感神經(jīng)活動增強(qiáng),β-腎上腺素能信號傳遞系統(tǒng)缺陷,包括:β-受體密度下調(diào),β-腎上腺素能受體解偶聯(lián),β-腎上腺素能受體激酶(βARK1)上調(diào)。從而使心肌收縮力減退,心功能減弱,在心力衰竭的發(fā)生、發(fā)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(fā)展。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種改變β-腎上腺素能受體有效的方法。腺病毒介導(dǎo)的人β-腎上腺受體基因或βARK1抑制基因?qū)胄募〖?xì)胞,可以糾正β-腎上腺素能受體信號傳遞系統(tǒng)的缺陷。Eckhart等利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù),將β-腎上腺素能受體基因?qū)胄募〖?xì)胞,增加β-腎上腺素能受體表達(dá),從而增強(qiáng)其功能,結(jié)果心肌細(xì)胞收縮力增強(qiáng),抑制了心肌衰竭的發(fā)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(zhì)粒DNA導(dǎo)入小鼠受精卵,建立轉(zhuǎn)基因小鼠。結(jié)果小鼠心肌β-腎上腺素能受體表達(dá)增加,β-腎上腺素能受體上調(diào),功能增強(qiáng)[2]。國外關(guān)于βARK1研究的較多,βARK1是G蛋白介導(dǎo)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(diào),最終β-腎上腺素能受體信號傳遞系統(tǒng)缺陷。心力衰竭時βARK1活動增強(qiáng),因此用βARK1抑制因子基因,以腺病毒為載體,導(dǎo)入心肌細(xì)胞,使β-腎上腺素能受體上調(diào),β-腎上腺素能受體功能恢復(fù)正常,使心力衰竭得到控制。White等在兔的心肌梗死模型中導(dǎo)入βARK1阻滯劑及βARKct基因,結(jié)果β-腎上腺素能受體信號傳遞系統(tǒng)功能增強(qiáng),阻止心肌梗死進(jìn)一步發(fā)展,延緩了心肌梗死后心力衰竭的發(fā)生。實驗證明,體內(nèi)β-腎上腺素能受體轉(zhuǎn)基因治理,可以糾正壓力負(fù)荷過重引起的心功能障礙,預(yù)防和治療心力衰竭[3]。

　　2心肌肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶(SERCA2α)的表達(dá)與基因治療

　　Ca2+作為第二信使,在心肌興奮收縮耦聯(lián)中起重要作用。心肌細(xì)胞中Ca2+平衡的主要調(diào)節(jié)酶是SERCA2α,該酶促進(jìn)Ca2+存儲、運轉(zhuǎn)和釋放,直接影響心肌的興奮-收縮耦聯(lián)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(xì)胞質(zhì)泵入肌漿網(wǎng),降低細(xì)胞質(zhì)游離Ca2+濃度,降低心室舒張壓,有利于心肌收縮。研究發(fā)現(xiàn),Ca2+運輸異常,與心肌收縮功能障礙有關(guān)。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(jìn)入肌質(zhì)網(wǎng)功能紊亂,影響心肌收縮功能。DelMonteF等將asPL基因?qū)胄募〖?xì)胞,減少受磷蛋白對SERCA2α的抑制作用,增強(qiáng)SERCA2α活性。結(jié)果肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+運轉(zhuǎn)恢復(fù)正常,恢復(fù)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?qū)胄乃ゼ?xì)胞中,在細(xì)胞中表達(dá)SERCA2α,使Ca2+恢復(fù)平衡,心肌收縮能力增強(qiáng),改善心功能[4]。

　　3細(xì)胞凋亡與基因治療

　　研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞凋亡是心力衰竭發(fā)生發(fā)展的一個原因。凋亡相關(guān)基因參與了心肌損傷過程,目前已知的促進(jìn)凋亡的基因有ced基因家族p53,Fas,caspase3,抑制心肌細(xì)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(dǎo)入大鼠心肌細(xì)胞,可抑制P53基因?qū)氲募?xì)胞凋亡,使心功能得到改善。用P38α突變的負(fù)性優(yōu)勢基因轉(zhuǎn)移,亦可消除心肌細(xì)胞中P38a誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Caspase3在心力衰竭中活動增強(qiáng),它能夠破壞心肌肌小結(jié)結(jié)構(gòu),影響心肌收縮,并激活細(xì)胞凋亡,促進(jìn)心力衰竭發(fā)展[5]。因此基因治療能抑制心肌細(xì)胞凋亡,延緩和治療心力衰竭,改善心臟功能。

　　4調(diào)節(jié)心肌肥厚相關(guān)基因表達(dá)水平

　　心力衰竭不僅是外周血流動力學(xué)改變和心肌收縮力下降的問題,而且是壓力負(fù)荷刺激下,神經(jīng)內(nèi)分泌的激活,異常基因的表達(dá)。在心肌壓力超負(fù)荷刺激的早期,心肌細(xì)胞的源癌基因:myc、c-fos、ras出現(xiàn)快速、短暫的表達(dá);在持續(xù)刺激下,細(xì)胞內(nèi)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(zhuǎn)錄,蛋白質(zhì)合成,導(dǎo)致心肌肥大。這些異常基因表達(dá)的蛋白質(zhì),無收縮功能,且肥大的心肌細(xì)胞壽命短,易產(chǎn)生心力衰竭。抑制這些基因的表達(dá),可抑制心肌細(xì)胞肥大。有研究發(fā)現(xiàn),α-MHC基因表達(dá)水平下降是心力衰竭心肌收縮力減退的分子基礎(chǔ)之一,于是將α-MHC基因?qū)氘惓Ｐ募〖?xì)胞,增加α-MHC蛋白的合成,從而增加這些細(xì)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(dǎo)致心肌肥厚,心肌收縮力減退?？赏ㄟ^增加α-MHC基因的表達(dá),減少β-MHC基因表達(dá),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(shù)與基因治療

　　分子心肌成形術(shù),即心肌成纖維細(xì)胞肌原化。也就是經(jīng)基因轉(zhuǎn)導(dǎo),改造非心肌細(xì)胞為具有收縮功能的心肌細(xì)胞。有收縮功能的心肌細(xì)胞數(shù)量減少,成纖維細(xì)胞增多,是心力衰竭發(fā)生的一個原因。因此,將具有收縮功能的蛋白質(zhì)基因?qū)氤衫w維細(xì)胞,使其表達(dá)收縮蛋白,轉(zhuǎn)變成骨骼肌樣細(xì)胞,也就是把非收縮功能的細(xì)胞改變?yōu)橛惺湛s功能的細(xì)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(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)染大鼠成纖維細(xì)胞,結(jié)果有95%纖維細(xì)胞表達(dá)MyoD基因。

　　6促血管成長因子與基因治療

　　心力衰竭時,心肌細(xì)胞肥大,血管床相對減少,心肌缺血缺氧,加重心力衰竭的發(fā)生發(fā)展。增加心肌血液供應(yīng),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(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子基因由血管壁導(dǎo)入血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)血管生成,增加缺血區(qū)血液供應(yīng),改善心肌供血[8]。Maisch等用人肝細(xì)胞生長因子(hHGF)基因,導(dǎo)入兔缺血模型,產(chǎn)生同樣效果[9]。此外,國外有人用腺病毒介導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長因子-4(FGF-4)基因,在血管平滑肌(VSMC)內(nèi)表達(dá),抑制VSMC增殖,應(yīng)用于擴(kuò)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(yīng)和心臟功能。

　　7心室重構(gòu)與基因治療

　　對心肌纖維化,心肌重構(gòu)機(jī)制的認(rèn)識,以及對心力衰竭發(fā)生發(fā)展機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn),抑制心肌重構(gòu),是增強(qiáng)心功能、延緩心力衰竭發(fā)展的一個有效治療方法。Li等研究發(fā)現(xiàn),基質(zhì)-金屬蛋白酶(MMPs)是心力衰竭心肌細(xì)胞發(fā)生重構(gòu)的一個有力的促進(jìn)因子。MMPs受細(xì)胞因子、生長因子的調(diào)節(jié);主要有細(xì)胞外MMPs誘導(dǎo)因子,β-生長因子。通過調(diào)節(jié)這些因子,抑制MMPs的活動,可抑制心肌重構(gòu)[11]。具體的治療方法有待進(jìn)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(yīng)是它主要的難點。有人認(rèn)為,可通過導(dǎo)入抑制免疫反應(yīng)的基因:如TGF-B基因、IL-10基因,可以防止移植排斥反應(yīng)。心力衰竭的基因治療廣泛應(yīng)用于臨床還有許多問題尚待解決。目前應(yīng)用的基因治療方法均不理想。如外源基因?qū)π募〖?xì)胞的轉(zhuǎn)染率低,不能在心肌細(xì)胞內(nèi)長期穩(wěn)定的表達(dá),對心肌細(xì)胞靶向性不強(qiáng);用注射方式導(dǎo)入靶基因,易損傷心肌,且轉(zhuǎn)染率低,僅見于注射部位;用腺病毒攜帶外源基因雖然轉(zhuǎn)染率高,但是3～4周后,產(chǎn)生免疫反應(yīng),基因表達(dá)減少,限制了此型病毒的應(yīng)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(xì)胞的靶向性高、轉(zhuǎn)染率高的基因轉(zhuǎn)移載體系統(tǒng),使目的基因能夠在靶細(xì)胞內(nèi)高效表達(dá),并對表達(dá)進(jìn)行適時適量的調(diào)控。雖然,在心血管系統(tǒng)常規(guī)進(jìn)行體內(nèi)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(zhuǎn)導(dǎo)的方法,替代缺陷、突變及異常表達(dá)的基因,對影響心臟功能的蛋白質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié),增強(qiáng)心臟功能。這種治療方法的研究和應(yīng)用越來越廣泛,越來越深入。從細(xì)胞起步,經(jīng)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(yī)學(xué)發(fā)展中必將有突破性的進(jìn)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(yī)院

　　推薦期刊：《貴州醫(yī)藥》(月刊)創(chuàng)刊于1976年，是由貴州省衛(wèi)生廳主管，貴州省醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)會辦公室主辦，國內(nèi)外公開發(fā)行的綜合性醫(yī)藥衛(wèi)生類重要期刊。