动脉硬化的原因和潜在的治疗方法已经确定
一组英国科学家发现了动脉硬化背后的机制,并在动物实验中表明,一种通常用于治疗痤疮的通用药物可能是一种有效的治疗方法。
由剑桥大学和伦敦国王学院领导的研究小组发现,一种曾经被认为只存在于细胞内,用于修复DNA的分子也会导致动脉硬化,而动脉硬化与痴呆症有关,心脏病,高血压和中风。
目前还没有针对动脉硬化的治疗方法。动脉硬化是由骨样钙沉积的积累引起的,会使动脉硬化并限制血管血液流动器官和组织。
在英国心脏基金会的资助下,研究人员发现聚(ADP核糖),或PAR,一种通常与DNA修复有关的分子,也会驱动动脉的骨样钙化。
此外,使用大鼠慢性肾脏疾病在美国,研究人员发现二甲胺四环素——一种广泛用于治疗痤疮的抗生素——可以通过防止循环系统中钙的积聚来治疗动脉硬化。这项研究是十多年基础研究的结果,发表在该杂志上细胞的报道.
“随着年龄的增长,每个人都会发生动脉硬化,在透析患者中加速,甚至儿童也会出现动脉钙化。但到目前为止,我们还不知道是什么控制着这个过程,因此也不知道如何治疗它,”剑桥大学化学系的梅林达·杜尔教授说。作为与伦敦国王学院凯西·沙纳汉教授长期合作的一部分,她共同领导了这项研究。
沙纳汉说:“这种硬化或生物矿化对骨骼的生成至关重要,但在动脉中,它是许多心血管疾病和其他与衰老有关的疾病的基础,如痴呆。”“我们想知道是什么触发了磷酸钙晶体的形成,以及为什么磷酸钙晶体似乎集中在胶原蛋白和弹性蛋白周围,而胶原蛋白和弹性蛋白构成了动脉壁的大部分。”
在早期的研究中,Duer和Shanahan已经证明,通常与细胞内DNA修复有关的par实际上可以存在于细胞外,是骨生成的引擎。这使得研究人员假设PAR也可能在生物矿化中发挥作用。此外,PARP1和PARP2,主要的par产生酶,在DNA损伤和氧化应激反应中表达,这一过程与骨和血管钙化有关。
Duer说:“我们可以从骨头中看到我们无法解释的信号,所以我们从基本原理中寻找分子来弄清楚。”
沙纳汉说:“多年来,我一直认为动脉硬化与DNA损伤有关,而DNA损伤是由包括吸烟和血脂在内的许多因素启动的一个途径。”“当这个通路被打开时,它就会驱动与衰老相关的病理。如果损伤足够严重,动脉最终会反映出来。”
利用核磁共振波谱,研究人员发现,当细胞受到压力并死亡时,它们会释放PAR,这种物质与钙离子结合非常紧密。PAR一旦释放,就会开始将钙吸收成更大的液滴,这些液滴会粘附在动脉壁的组成部分上,这些组成部分赋予动脉弹性,在那里它们形成有序的晶体并凝固,硬化动脉。
Duer说:“我们从来没有预测到它是由PAR引起的。”“这最初是一个偶然的发现,但我们继续跟进——它带来了一种潜在的治疗方法。”
在发现了DNA损伤、PAR、骨和动脉钙化之间的联系后,研究人员随后研究了一种通过使用PARP抑制剂来阻断这一途径的方法。
沙纳汉说:“我们必须找到一种既便宜又安全的现有分子,否则,我们将需要几十年的时间才能得到治疗。”“如果某些东西已经被证明对人类是安全的,那么到诊所的过程就会快得多。”
研究人员与总部位于剑桥的Cycle制药公司合作,确定了6种已知的分子,他们认为这些分子可能抑制PARP酶。详细的实验表明,抗生素二甲胺四环素在预防动脉硬化方面非常有效。
杜尔说:“我们经过了12年的基础研究才取得了这一成果。”“我们一开始完全没有指望找到一种潜在的治疗方法——目前没有治疗方法,如果我们当时说我们会治愈硬化,没有人会相信我们动脉."
该技术已获得专利,并已由剑桥大学的商业化部门剑桥企业(Cambridge Enterprise)授权给Cycle Pharmaceuticals。研究人员希望在未来12到18个月内在患者身上进行原则性验证试验。
英国心脏基金会医学副主任杰里米·皮尔森教授说:“众所周知,血管钙化是几种心脏和循环系统疾病的危险因素,会导致高血压,最终导致危及生命的心脏病发作。”“现在,研究人员已经展示了血管壁钙化是如何发生的,以及这个过程与正常骨形成有何不同。通过这样做,他们已经能够确定一种潜在的治疗方法,可以减少血管钙化,而不会对骨骼产生任何不良影响。这种类型的治疗将使许多人受益,我们急切地等待预期的临床试验的结果,看看这种药物是否兑现了早期的承诺。”
进一步探索