動脈硬化的原因和潛在的治療方法

磷酸鈣沉積在骨骼上的假彩色圖像。圖片來源：Melinda Duer / Cathy Shanahan

英國科學家團隊已經確定了動脈硬化背後的機制，並在動物研究中表明，通常用於治療痤瘡的通用藥物可能是治療該病的有效方法。

由劍橋大學和倫敦大學國王學院領導的研究小組發現，曾經被認為只存在於細胞內以維持DNA的分子也是導致動脈硬化的原因，這與痴呆，心臟病，高血壓和中風。

目前沒有治療動脈硬化的方法，這是由於骨樣鈣沉積物的積聚，動脈硬化和限制血液流向器官和組織引起的。

在英國心臟基金會的資助下，研究人員發現聚（ADP核糖）或PAR（通常與DNA修復相關的分子）也會驅動動脈的骨樣鈣化。

此外，使用大鼠慢性腎臟疾病，研究人員發現，米諾環素，廣泛處方的抗生素通常用於治療痤瘡，可以通過防止循環系統鈣的積聚治療血管硬化。該研究是十多年基礎研究的成果，發表在Cell Reports雜誌上。

「隨著年齡的增長，每個人都會發生動脈硬化，透析患者也會加速，甚至兒童也會發生鈣化動脈。但到目前為止，我們還不知道是什麼控制了這個過程，因此如何治療它，」Melinda Duer教授說。來自劍橋大學的化學系，他與倫敦國王學院的Cathy Shanahan教授長期合作，共同領導了這項研究。

「這種硬化或生物礦化對於骨骼的生產至關重要，但在動脈中，它是許多心血管疾病和其他與衰老相關的疾病的基礎，」Shanahan說。「我們想知道是什麼引發了磷酸鈣晶體的形成，以及為什麼它似乎集中在膠原蛋白和彈性蛋白周圍，而膠原蛋白和彈性蛋白構成了動脈壁的大部分。」

在早期的研究中，Duer和Shanahan已經證明，通常與細胞內DNA修復相關的PAR可以存在於細胞外，並且是骨生成的引擎。這導致研究人員假設PAR也可能在生物礦化中發揮作用。此外，產生PAR的主要酶PARP1和PARP2在DNA損傷和氧化應激反應中表達，這些過程與骨和血管鈣化有關。

「我們可以看到來自骨骼的信號，我們無法解釋，所以我們從第一原理中尋找分子來解決它，」杜爾說。

「我多年來一直在思考，動脈硬化與DNA損傷有關，並且DNA損傷是許多藥物開啟的途徑，包括吸煙和脂質，」Shanahan說。「當這條通路開啟時，它會驅動與衰老相關的病變。如果存在足夠的損傷，動脈最終會反映它。」

利用核磁共振光譜學，研究人員發現，當細胞受到壓力並死亡時，它們會釋放出PAR，它與鈣離子的結合非常強烈。一旦釋放，PAR開始將鈣吸收成較大的液滴，這些液滴粘在動脈壁上的組件上，使動脈具有彈性，在那裡它們形成有序的晶體並固化，使動脈硬化。

「我們永遠不會預測它是由PAR引起的，」杜爾說。「這最初是一次偶然的發現，但我們跟進了它 - 這導致了一種潛在的治療方法。」

在發現DNA損傷，PAR，骨和動脈鈣化之間的聯繫後，研究人員研究了一種通過使用PARP抑製劑阻斷這種途徑的方法。

「我們必須找到一種既便宜又安全的現有分子，否則，我們需要幾十年才能獲得治療，」Shanahan說。「如果某些東西已被證明對人類安全，那麼前往診所的旅程可能會快得多。」

研究人員與總部位於劍橋的公司Cycle Pharmaceuticals合作，確定了他們認為可能抑制PARP酶的六種已知分子。用這些進行的詳細實驗表明，抗生素米諾環素在防止動脈硬化方面非常有效。

「達到這一點已有12年的基礎研究，」杜爾說。「我們的目標絕對沒有期望找到一種潛在的治療，目前還沒有治療，沒有人會相信我們，如果我們在這一點上我們要治癒硬化所說的動脈。」

該技術已獲得專利，並已獲得大學商業化部門Cambridge Enterprise的Cycle Pharmaceuticals許可。研究人員希望在未來12到18個月內對患者進行原理驗證。

「血管鈣化是幾種心臟和循環系統疾病的一個眾所周知的危險因素，可導致高血壓，最終導致危及生命的心臟病，」英國心臟基金會副主任醫學教授Jeremy Pearson說。「現在，研究人員已經證明了血管壁的鈣化是如何發生的，以及這個過程與正常骨形成的關係如何。通過這樣做，他們已經能夠確定一種潛在的治療方法，以減少血管鈣化，而不會對血管造成任何不良影響。這種治療方法對許多人都有好處，我們迫不及待地等待預期的臨床試驗結果，看看這種藥物是否符合它的早期承諾。

（來源：艾德醫訊）

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