Credit: Unsplash/CC0公共领域 Sirtuins是一个抗衰老蛋白质家族,有助于调节细胞寿命、新陈代谢和对压力的抵抗力
这些sirtuin酶在年龄相关疾病(包括心血管疾病)中的潜在保护作用仍是一个深入研究的领域
现在,由南佛罗里达大学健康(USF健康)研究人员领导的一项新的临床前研究确定,衰老心脏中sirtuin 1 (SIRT1)和sirtuin 3 (SIRT3)水平下降,扰乱了心肌细胞(心肌细胞)对缺血-再灌注损伤(也称为再灌注损伤)的收缩能力
此外,研究人员报告称,与年龄相关的SIRT1和SIRT3缺乏会通过改变线粒体动力学来损害心脏功能,而线粒体动力学在代谢健康和炎症反应中起着重要作用
这项发现发表在7月3日的《衰老细胞》杂志上
首席研究员李稷博士说:“我们发现线粒体动力学的年龄相关变化是由SIRT1/SIRT3缺乏引起的,特别是在心肌细胞中。”
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USF卫生莫尔萨尼医学院外科教授
“你需要强有力的SIRT1和SIRT3来保持心脏线粒体动力学的健康
否则,心脏的泵送功能会变弱
" 线粒体产生驱动活细胞几乎所有过程所需的能量
心肌细胞比任何其他细胞都含有更多的线粒体,因为心脏需要大量的能量来不断地将血液泵送到全身
稳定的线粒体动力学在线粒体的不断分裂(分裂)和融合(融合)之间保持健康的平衡,并有助于确保这些被称为细胞“发电站”的特殊结构的质量
再灌注是急性心脏病发作后的一种常见治疗方法,它使血流(从而使氧气)恢复到被阻塞冠状动脉的血凝块损坏的心脏区域
矛盾的是,在一些患者中,这种必要的血运重建过程触发了对初始心脏病发作部位周围的心肌组织的进一步损伤
目前没有预防再灌注损伤的有效疗法
为了帮助分析心脏线粒体对缺血-再灌注应激的反应,USF健康研究人员删除了小鼠心脏心肌细胞中的SIRT1或SIRT3,并通过限制血流来检测线粒体对缺血应激的反应
研究人员发现,缺乏心肌细胞SIRT3的小鼠心脏中的线粒体比SIRT3完整的小鼠心脏更容易受到再灌注应激的影响
这些敲除小鼠的心脏线粒体动力学(包括线粒体的形状、大小和结构)在生理上类似于保留心脏SIRT3的老年野生型(正常)小鼠
此外,移除SIRT1或SIRT3的年轻小鼠具有可测量的较弱的心肌细胞收缩,并且当引入缺血-再灌注应激时表现出类似衰老的心脏功能障碍
本质上,没有SIRT1/SIRT3,这些健康的年轻小鼠的心脏看起来和行为都像老心脏
“我们开始这项研究,试图了解为什么老年人比年轻人心脏病发病率更高,以及为什么即使他们接受了最大限度的治疗,他们也更容易死亡
年轻人更有可能从心脏病发作中恢复,更不可能遭受缺血再灌注损伤。”
李,健康心脏研究所的成员
“我们的研究表明,一个原因可能是SIRT1和SIRT3都随着年龄的增长而下调
年轻人拥有更高水平的这些蛋白质,这是使线粒体动力学更健康所必需的
" 该研究还表明,在通过手术打开堵塞的冠状动脉以恢复老年患者的血流之前,给予“挽救”(改善)其降低的SIRT1/ SIRT3水平的治疗可能会增加对心肌再灌注应激的耐受性,从而减少心脏病发作并发症和死亡,Dr
李说
他补充说,这种心脏保护治疗可能会应用基因方法来增加SIRT1/SIRT3的产生,或者应用激动剂(药物)来激活SIRT1/ SIRT3
如果他们的老鼠模型的发现转化为人类的心脏
李的团队希望与有意开发和测试SIRT1/SIRT3激活剂的公司合作,以减轻心脏病发作相关的再灌注损伤
“我们的最终目标是确定治疗心脏病发作的理想目标,尤其是老年患者,”Dr
李的研究得到了国家心肺血液研究所、国家老龄研究所和国家普通医学研究所的资助
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