新发现的分子可以减少因血流减少引起的手术并发症
犹他大学健康中心的科学家们表示，一种新发现的分子有助于减少细胞和组织持续失血造成的损伤，最终可用于防止手术中对重要器官的附带伤害。研究人员表示，基于这种分子的药物可以大大减少手术后并发症，特别是心脏搭桥手术后的并发症。
“当我们接受手术时，我们所有人都面临着一个特别的问题血管手术，是吗?血液流动罗宾·肖医学博士说，他是这项研究的通讯作者，也是伊利诺伊大学健康学院诺拉·埃克尔斯·哈里森心血管研究与培训学院(CVRTI)的主任。“任何时候我们限制血液流动，即使是有充分的理由，这都会对我们试图挽救的器官以及其他器官造成损害。在我们的动物研究中，我们发现GJA1-20k分子可以帮助缓解缺血即血液流动的丧失，可能会防止对细胞、组织和器官的意外伤害。”
这项研究发表在eLife这是一本同行评议的在线期刊。
诱导缺血常用于外科手术，如心脏搭桥手术肖说。几乎所有的50万个开放心在美国，外科医生将健康的动脉和静脉移植到患病的心脏上时，每年进行的手术都依赖于心肺机来维持患者的生命。然而，这些机器并不完美。通常情况下，氧气不能像自然情况下那样流动或到达器官。因此，患者可能会出现低血压，并形成微小的血块。所有这些可能性都可能在无意中造成全身器官的轻度缺血。
Shaw说:“心脏手术中大脑缺血有多种可能的原因，但最重要的是，手术后几乎一半的患者会经历持续数月甚至数年的认知障碍。”对于其他器官，如肾脏、四肢和心脏，外科医生为了进行血管手术而切断血液循环。我们应该能够限制血管手术对这些器官造成的损害。”
根据这项研究的主要作者、CVRTI的副讲师Daisuke Shimura博士的观点，基于动物研究，科学家们早就知道，诱导短时间的低血管血流爆发(每次3到5分钟)可以预防更持久和更严重的缺血性事件，如心脏病发作或中风。但是，在人体中复制这些被称为缺血预处理(IPC)的保护作用被证明是困难的。
研究人员已经研究了一种名为Connexin43的蛋白质作为药物靶点的潜力，它可能是这一过程的中介。”Shaw说。“然而，Connexin43和类似的蛋白质在临床试验中未能复制IPC。
在他们对人类细胞和小鼠的研究中，Shaw和他的同事发现了GJA1-20k，这是一种由负责Connexin43的基因产生的肽。研究人员发现，这种肽在血流减少时增加，似乎模仿了心脏中的IPC保护作用。
具体来说，GJA1-20k导致细胞内称为线粒体的细胞器分裂。通常情况下，这被认为是不好的，因为较小的线粒体通常不如较大的线粒体工作得好。然而，在这种情况下，肽以一种健康的方式诱导线粒体分裂，肖说。它具有保护作用，因为gja1 -20k诱导的更小的线粒体产生更少的叫做自由基，在缺血和减少细胞耗氧中起关键作用。
在对小鼠进行的实验中，研究人员发现，诱导心脏缺血会导致线粒体功能障碍、自由基释放和心肌死亡。基因上过度表达GJA1-20k的心脏免于缺血。Shaw说，这些发现证实，当心脏和其他器官发生缺血时，它们会产生GJA1-20k来保护自己。研究结果还表明，通过输注(静脉滴注)等方式提供GJA1-20k，可以保护器官免受血流减少造成的损害。
“GJA1-20k是一种神奇的分子，它一直隐藏在人们的眼皮底下，”肖说。“它完全再现了缺血预处理的保护作用。假以时日，这种分子可能会变成一种改变生命的药物。”
接下来，Shaw和他的同事们正在测试GJA1-20k在其他动物身上的作用，这些动物的相关生理特征与人类更相似。
这项名为“应激反应蛋白GJA1-20k诱导的保护性线粒体裂变”的研究发表在《自然科学》杂志上eLife．
