芯片上模拟心脏病发作：科学家复制头号健康杀手的关键方面

芯片上模拟心脏病发作：科学家复制头号健康杀手的关键方面"我们的设备在一个相对简单和易于使用的系统中复制了心脏病发作的一些关键特征，"生物医学工程和干细胞生物学及再生医学副教授MeganMcCain说，他与博士后研究员MeganRexius-Hall开发了该设备。"这使我们能够更清楚地了解心脏病发作后心脏是如何变化的。从那里，我们和其他人可以开发和测试对限制心脏病发作后可能发生的心脏组织的进一步退化最有效的药物，"McCain补充说。他和Rexius-Hall在最近发表在《科学进展》杂志上的一篇文章中详细介绍了他们的发现，题目是"心肌梗塞边界区芯片显示了氧气梯度对心脏组织功能的独特调节。"美国的头号杀手冠心病是美国的头号杀手。根据美国心脏协会的数据，2018年有36.09万美国人患此疾病，严重的冠心病会导致心脏病发作，心脏病发作占美国死亡人数的12.6%。当冠状动脉中的脂肪、胆固醇和其他物质严重减少富含氧气的血液流向心脏的一部分时，就会发生心脏病，2005年至2014年期间，平均每年有80.5万美国人发生心脏病发作。即使病人从心脏病发作中幸存下来，随着时间的推移，他们也会变得越来越疲劳和容易生病；有些人甚至因心脏衰竭而死亡。这是因为心脏细胞不像其他肌肉细胞那样可以再生。相反，免疫细胞出现在受伤的部位，其中一些可能是有害的。此外，疤痕的形成削弱了心脏和它能泵出的血液量。然而，科学家们并不完全了解这一过程，特别是心脏健康和受伤部位的心脏细胞如何相互沟通，以及它们在心脏病发作后如何以及为何发生变化。麦凯恩和Rexius-Hall相信他们的芯片上的心脏病发作可以为这些奥秘带来一些启示："从根本上说，我们希望有一个模型，可以让人们更好地了解心脏病发作的伤害。"芯片上的心脏病发作芯片上的心脏病发作实际上是从头开始建立的。底部是一个22毫米乘22毫米的正方形微流体装置，由一种叫做PDMS的橡胶状聚合物制成，其对立面有两个通道，气体在其中流动。上面有一层非常薄的同样的橡胶材料，它对氧气是可渗透的，芯片的顶部绘制了一层微型蛋白质图案，"这样心脏细胞就会排列起来，形成与我们心脏相同的结构。最后，将啮齿动物的心脏细胞移植到蛋白质上生长。"为了模拟心脏病发作，含氧和不含氧的气体通过微流体装置的每个通道被释放出来，"将我们的心脏暴露在芯片上的氧气梯度中，类似于心脏病发作时的真实情况"，McCain说。由于微流控设备小而清晰，在显微镜下很容易看到，它还允许研究人员实时观察心脏病发作后有时发生的功能变化，包括心律失常或不规则的心跳，以及收缩功能障碍，或心脏收缩强度的下降。在未来，研究人员可以通过添加免疫细胞或成纤维细胞（心脏病发作后产生疤痕的细胞）使模型更加复杂。相比之下，研究人员无法通过动物模型实时观察心脏组织的变化。此外，传统的细胞培养模型将心脏细胞统一暴露在高、中或低水平的氧气中，但没有梯度。Rexius-Hall说，这意味着它们不能模拟心脏病发作后所谓的边界区受损心脏细胞的真实情况。"设想我们的设备在不久的将来对病人的生活产生积极的影响，特别是对心脏病发作来说，这是非常令人兴奋和有意义的，因为心脏病发作是非常普遍的"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334679.htm

新发现的蛋白质可重新编程心脏肌肉细胞

新发现的蛋白质可重新编程心脏肌肉细胞人类成纤维细胞被重新编程为心肌细胞样细胞。免疫荧光显示不同的分子。DNA（蓝色），心脏肌钙蛋白T（橙色），和α肌动蛋白（绿色）。北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在最近发表在《细胞干细胞》杂志上的一项研究中，发现了一种更简化和有效的方法来重新编程成纤维细胞，也就是构成疤痕组织的细胞，成为健康的心肌细胞（心肌细胞）。成纤维细胞负责构成纤维状、僵硬的组织，在心脏病发作后或因心脏病而导致心脏衰竭。将成纤维细胞转化为心肌细胞正在被研究为未来可能的治疗方法，甚至是治愈这种广泛而致命的疾病。令人惊讶的是，新的心肌细胞制造方法的关键竟然是一种蛋白质Ascl1，一种已知在成纤维细胞转化为神经元过程中很重要的基因活性控制蛋白，Ascl1以前被认为是神经元特异性的。该研究的高级作者、联合国大学病理学和实验室医学系副教授、联合国大学医学院麦卡利斯特心脏研究所副主任LiQian博士说："这是一个突破性的发现，我们希望它在开发未来的心脏疗法和潜在的其他种类的治疗性细胞重编程中发挥作用。"在过去15年里，科学家们开发了各种技术，将成人细胞重新编程成为干细胞，然后诱导这些干细胞成为其他类型的成人细胞。最近，科学家们一直在寻找更直接地进行这种重编程的方法-直接从一种成熟细胞类型变成另一种。人们一直希望，当这些方法被制成最大限度的安全、有效和高效时，医生将能够使用简单的注射给病人，将致害细胞重新编程为有益细胞。"重编程成纤维细胞一直是该领域的重要目标之一，"Qian说。"成纤维细胞过度活跃是许多重大疾病和病症的基础，包括心力衰竭、慢性阻塞性肺病、肝病、肾病和中风后出现的疤痕状脑损伤。"在这项新研究中，Qian的团队，包括共同第一作者博士后HaofeiWang和医学博士/博士生BenjaminKeepers使用三种现有技术将小鼠成纤维细胞重新编程为心肌细胞、肝细胞和神经元。他们的目的是对这三种不同的重编程过程中细胞的基因活动模式和基因活动调节因子的变化进行编目和比较。出乎意料的是，研究人员发现，将成纤维细胞重新编程为神经元时，激活了一组心肌细胞的基因。很快，他们确定这种激活是由于Ascl1，即用于制造神经元的主程序员"转录因子"蛋白之一。由于Ascl1激活了心肌细胞基因，研究人员将其加入他们一直用于制造心肌细胞的三种转录因子鸡尾酒中，随后他们惊讶地发现，这极大地提高了重编程的效率--成功重编程的细胞比例超过了10倍。事实上，他们发现，他们现在可以省去原来的三种因子中的两种，只保留Ascl1和另一种叫做Mef2c的转录因子。在进一步的实验中，他们发现有证据表明Ascl1本身可以激活神经元和心肌细胞的基因，但当它与Mef2c一起使用时，就会从促进神经元的作用中转移出来。在与Mef2c的协同作用下，Ascl1开启了一组广泛的心肌细胞基因。Qian说："Ascl1和Mef2c一起工作，发挥出有利于心肌细胞的作用，而这两个因子都没有单独发挥出这种作用，因此是一种强有力的重编程鸡尾酒。"研究结果表明，用于直接细胞重编程的主要转录因子不一定只针对一种目标细胞类型。也许更重要的是，它们代表了在未来细胞重编程治疗重大疾病的道路上迈出的另一步。Qian说，她和她的团队希望制造出一种二合一的合成蛋白，其中包含Ascl1和Mef2c的有效位点，并可以注射到衰竭的心脏中以修补它们。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332421.htm

机器学习算法现在可以快速与准确地诊断心脏病发作

机器学习算法现在可以快速与准确地诊断心脏病发作目前，诊断心脏病发作的金标准是测量血液中蛋白质肌钙蛋白的水平。肌钙蛋白在心肌受损时释放出来；水平通常在心脏病发作后3至12小时内急剧上升，大约24小时后达到峰值。世界各地的许多医院都采用了诊断路径，包括在有人因疑似心脏病发作入院时评估肌钙蛋白水平。但它们有一些局限性：它们需要固定时间收集血样，这在急诊科环境中是一个挑战；它们只将患者分为心脏病发作的低、中或高风险，而不考虑其他重要信息，如症状何时开始或心电图结果；而且，它们没有考虑到性别、年龄和合并症的影响。现在，英国的研究人员已经开发出一种基于人工智能的机器学习算法，该算法快速而准确。该算法被命名为"急性冠状动脉综合征诊断与评估协作"（CoDE-ACS），旨在计算单个患者心脏病发作的概率。研究人员使用了来自全球六个国家的10286名可能出现心脏病发作的患者的数据。除肌钙蛋白水平外，还利用病人的性别、年龄、心电图结果和病史来"教导"机器学习算法，以确定心脏病发作的概率。与现有的方法相比，研究人员发现CoDE-ACS能排除两倍以上的患者的心脏病发作，准确率达到99.6%。该算法准确地预测了各亚组的心脏病发作，包括男性和女性、老年人、有肾脏（肾脏）损伤的人或那些在症状出现后及早到医院就诊的人。研究人员说，他们的CoDE-ACS算法可以防止不太可能有心脏病发作的病人或心脏病发作后遭受心肌损伤或死亡的低风险病人不必要地入院。他们说这将使急诊治疗更有效率和效果，确定哪些病人可以安全回家，哪些需要留下来做进一步检查。"对于因心脏病发作而出现急性胸痛的患者来说，早期诊断和治疗可以拯救生命，"该研究的通讯作者尼古拉斯-米尔斯说。"不幸的是，许多疾病会导致这些常见的症状，而且诊断并不总是直接的。利用数据和人工智能来支持临床决策，对改善病人的护理和我们繁忙的急诊科的效率有着巨大的潜力"。CoDE-ACS目前正在苏格兰进行试验，以观察它是否能减少拥挤的急诊科的压力。该研究发表在《自然医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359699.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359699.htm

科学家发现一种常见的口腔病原体会增加心脏病发作的损害

科学家发现一种常见的口腔病原体会增加心脏病发作的损害科学家们发现，导致牙龈疾病的牙龈卟啉单胞菌会干扰自噬体和溶酶体的合并。这种干扰会加剧心脏组织的重组，增加心脏病发作后心脏破裂的风险。这项由东京医科齿科大学进行的研究最近发表在《国际口腔科学杂志》（InternationalJournalofOralScience）上，它揭示了一种常见的口腔病原体会阻碍冠心病发作后心肌细胞的自我修复。冠心病发作时，冠状动脉的血流会受阻，导致心肌的营养和氧气供应不足，最终导致心肌细胞死亡。为了防止这种情况的发生，心肌细胞会利用一种称为自噬的过程来处理受损的细胞成分，防止它们导致心脏功能障碍。银杏蛋白酶对异噬和自噬的双重抑制作用，P.g.释放的Gingipain能裂解VAMP8，从而通过阻止自噬体-溶酶体融合来抑制自噬作用，而自噬作用会导致心脏功能障碍。资料来源：东京医科大学心血管内科关于牙龈卟啉单胞菌的主要发现"以前的研究表明，在心肌梗死闭塞部位检测到的牙龈卟啉单胞菌这种牙周病原体会加剧梗死后心肌的脆性，"该研究的第一作者YukaShiheido-Watanabe说。"然而，这种影响的内在机制仍然未知"。为了研究这个问题，研究人员创造了一种不表达gingipain的牙龈脓杆菌，gingipain是牙龈脓杆菌最强大的毒力因子，早前的一项研究表明，gingipain可以抑制细胞在受到损伤时发生程序性细胞死亡。他们随后用这种细菌感染了心肌细胞或小鼠。自噬干扰与心肌细胞功能障碍"结果非常明显，"通讯作者YasuhiroMaejima解释说。"感染了缺乏gingipain的突变细菌的细胞的存活率远远高于感染了野生型细菌的细胞。此外，感染野生型牙龈弧菌的小鼠心肌梗死的影响明显比感染缺乏gingipain的突变型牙龈弧菌的小鼠严重得多"。对这一影响的更详细研究表明，gingipain会干扰自噬体和溶酶体这两种细胞成分的融合，而这一过程对自噬至关重要。在小鼠体内，这导致心肌细胞体积增大，通常会被清除出细胞以保护心肌的蛋白质积聚。Shiheido-Watanabe说："我们的研究结果表明，感染产生gingipain的牙龈脓疱疮杆菌会导致自噬体过度积累，从而导致细胞功能障碍、细胞死亡，最终导致心脏破裂。"鉴于牙龈脓疱病似乎对心脏病发作后心肌的自我恢复能力有很大影响，治疗这种常见的口腔感染有助于降低致命性心脏病发作的风险。参考文献：《牙周病原牙龈卟啉单胞菌通过抑制自噬体-溶酶体融合损害梗死后心肌》，作者：YukaShiheido-Watanabe、YasuhiroMaejima、ShunNakagama、QintaoFan、NatsukoTamura和TetsuoSasano，2023年9月18日，《国际口腔科学杂志》。DOI:10.1038/s41368-023-00251-2...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403365.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403365.htm

COVID-19感染波被发现跟心脏病发作死亡人数激增有关

COVID-19感染波被发现跟心脏病发作死亡人数激增有关来自雪松-西奈的新研究发现，在大流行的过程中，心脏病发作的死亡人数与COVID-19的感染潮一起激增。该研究结果不能将心脏病发作的增加与COVID有因果关系，然而，该研究远远不是第一个表明SARS-CoV-2感染会损害心脏健康的研究。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330849.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330849.htm

过去二十年来美国因心脏病发作的死亡人数急剧下降

过去二十年来美国因心脏病发作的死亡人数急剧下降基于对美国疾病控制和预防中心（CDC）1999-2020年数据的分析，研究结果表明，在这二十余年间，所有种族群体中归因于急性心肌梗塞的年龄调整后的死亡率平均每年下降4%以上。"这是个好消息，"西弗吉尼亚大学心脏病学研究员、该研究的主要作者穆奇-迪塔-乔布福博士说。"研究人员经常强调坏消息，但人们应该知道，即使我们还没有达到目的，我们也在朝着正确的方向取得进展。我认为原因是多因素的，从促进健康和预防活动一直到心脏病发作期间和之后的治疗。"研究人员发现，经年龄调整后，心脏病发作的总体死亡率从1999年的每10万人中约87人死亡下降到2020年的每10万人中约38人。与心脏病发作有关的死亡率在非裔美国人/黑人中最高，1999年每10万人中有104人死亡，2020年每10万人中有46人死亡，而在亚洲人和太平洋岛民中最低。研究人员说，很难确切地确定这种下降是由于心脏病发作的次数减少，还是由于新的诊断策略和治疗方案在发生时有更好的存活率。例如，医院现在经常在怀疑有心脏病发作时检测血液中的肌钙蛋白，这可以帮助临床医生在比以前的诊断策略更早的阶段诊断出心脏病发作。这种变化导致了更早和更敏感的心脏病发作检测，但也使得在不同时期比较心脏病发作的数据具有挑战性。在预防方面，公众已经更加意识到需要通过戒烟和管理胆固醇等步骤减少心血管风险因素。临床医生也对心脏病发作的迹象有了更好的了解，并改进了工具，以便在发作时快速诊断和治疗。更多的医院还配备了机械支持设备，以协助心脏病发作的治疗，并且有了新的药物，如强效抗血小板，这可能提高了生存率，减少了第二次心脏病发作的可能性。该研究还发现，种族差异已经大大缩小了。例如，在1999年，非裔美国人/黑人和白人之间的心脏病发作相关死亡率的差异约为每10万人中有17人死亡，而在2020年，每10万人中有8人死亡。"这是一个很大的差距缩小，"乔布福说。"我没有想到差距会下降得这么快。"与心脏病发作有关的死亡人数总体稳步下降的一个例外是2020年略有上升。研究人员认为这可能与COVID-19大流行有关，但表示需要进一步研究以确定这一变化的原因和此后的轨迹。"对于参与为这些病人提供最佳护理的每个人来说，他们应该知道他们一直在做一项伟大的工作，"乔布福说。"但这并不意味着我们可以停止。即使是一个人的死亡也是太多了，即使是一个人的差距也是一个人的差距。我们可以进一步推动，并努力消除这些差距。"据估计，80%的过早心脏病发作和中风可以通过有益于心脏健康的生活方式来预防，如保持健康饮食、定期锻炼和避免吸烟。在会议上提出的另一项研究中，只有十分之一的美国人报告说从他们的医生那里得到了关于如何保持心脏健康的生活方式的建议，包括体重控制、运动、盐的摄入和脂肪或卡路里摄入这四个关键领域。该研究表明，临床医生可以做更多的工作，以确保病人了解目前预防心脏病的建议，特别是在生命的早期，形成心脏健康的习惯会带来特别大和持久的好处。这项名为"2009-2020年美国18至44岁年轻成年人的心血管危险因素负担和控制"的试验将同时发表在《美国医学协会杂志》上。根据CDC的数据，美国每年有80多万人遭受心脏病发作。心脏病发作的常见迹象包括呼吸急促，胸部、下巴、颈部、背部、手臂或肩膀疼痛或不适；以及感到虚弱、头晕或昏厥。心脏病发作是一种医疗紧急情况，任何出现这些症状的人都应该立即拨打911并到急诊室就诊。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347755.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347755.htm