摘要：在使用小鼠和人类心脏细胞系进行的实验中，研究人员发现，通常与细胞损伤相关的分子标记实际上可能对心脏具有保护作用，特别是在心力衰竭期间。他们的研究结果发表在《自然通讯》上，确定了一种特定的蛋白质修饰，有助于在低氧条件下（例如心脏病发作后）保护心脏组织。

新发现的分子过程有助于保护受损后的心脏，挑战了之前的观念。这一发现可能带来突破性的心力衰竭治疗。

日本研究小组发现，氧化谷胱甘肽（GSSG）可以通过修饰一种关键蛋白质来保护心脏组织，可能为缺血性心力衰竭提供一种新的治疗方法。

日本研究人员的一项新研究表明，通常被称为细胞动力工厂的线粒体可能是缓解或逆转心力衰竭治疗的关键目标。

在使用小鼠和人类心脏细胞系进行的实验中，研究人员发现，通常与细胞损伤相关的分子标记实际上可能对心脏具有保护作用，特别是在心力衰竭期间。他们的研究结果发表在《自然通讯》上，确定了一种特定的蛋白质修饰，有助于在低氧条件下（例如心脏病发作后）保护心脏组织。

“心肌线粒体的主要作用是维持高能量产生，同时保持细胞内的氧化还原平衡，”第一作者、日本国立生理科学研究所 (NIPS) 心脏循环信号部项目副教授 Akiyuki Nishimura 说道，NIPS 是日本国立自然科学研究所 (NINS) 之一。“由于活性氧 (ROS) 和 ROS 衍生的亲电试剂的积累而导致的氧化应激被认为会加剧缺血性或低氧性心脏病的预后。

活性氧 (ROS)、活性氮 (RNS) 等活性物质和环境亲电试剂会与蛋白质的半胱氨酸残基发生反应并形成加合物，导致蛋白质功能障碍并加剧心力衰竭。在这项研究中，我们发现了一种新的氧化还原药理学概念，该概念侧重于半胱氨酸残基的超硫化 (Cys-SnSH；n≥1)，以使用氧化谷胱甘肽而不是 GSH 来保护蛋白质功能。图片来源：Akiyuki Nishimura

线粒体通常通过平衡维持生命的氧化还原反应（可能终止氧化还原反应）来为细胞提供能量并帮助维持体内平衡。这些反应涉及电子转移，氧化分子失去电子，还原分子获得电子。这种交换失衡会增加氧化应激，从而导致细胞损伤。

Nishimura 指出：“活性氧生成增加引起的氧化应激是缺血性心脏病的一个关键特征，被认为与心力衰竭的发生和发展有关。因此，已经开展了几项针对氧化应激的临床研究，以改善心力衰竭患者的预后，但大多数都失败了。”

氧化应激的程度由 GSSG 水平来表示，GSSG 是谷胱甘肽 (GSH) 的氧化形式，是一种帮助身体修复损伤的抗氧化剂。在健康状态下，GSH 应该比 GSSG 多得多。两种分子之间的比率越低（GSSG 越多），体内发生持久氧化损伤的可能性就越大。

然而，Nishimura 表示，针对增加 GSH 是否会改善结果的明显答案的专门研究已经失败。在这项研究中，研究人员分析了 GSSG 是否可能是解决方案。他们发现，在低氧引起心脏损伤后，GSSG 修饰了一种名为 Drp1 的蛋白质上的含硫氨基酸，保护了线粒体功能。研究人员表示，这可以保护心脏，因为线粒体在缺乏氧气的情况下可能会失调并造成进一步损伤（包括心力衰竭）。

Nishimura 强调：“这些发现证明了 GSSG 对缺血性慢性心力衰竭的突破性治疗潜力。”研究小组下一步计划研究基于硫的氧化还原反应是否在心血管系统以外的其他器官系统的疾病进展中发挥主要作用。

资金来源：日本科学技术振兴机构、日本学术振兴会、日本文部科学省、生命与生命系统探索研究中心联合研究、日本医疗研究开发机构、住友基金会、内藤基金会和吸烟研究基金会。

参考文献：Akiyuki Nishimura、Seiryo Ogata、Xiaokang Tang、Kowit Hengphasatporn、Keitaro Umezawa、Makoto Sanbo、Masumi Hirabayashi、Yuri Kato、Yuko Ibuki、Yoshito Kumagai、Kenta Kobayashi“基于多硫的动力相关蛋白 1 填充可预防小鼠缺血性硫化物分解代谢和心力衰竭” Yasunari Kanda、Yasuteru Urano、Yasuteru Shigeta、Takaaki Akaike 和 Motohiro Nishida，2025 年 1 月 2 日，《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-024-55661-5

来源：康嘉年華