新研究揭示細胞組織供氧原理 為新藥開啟大門

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【大紀元2023年03月03日訊】(大紀元記者林達編譯報導)心血管內科、血液學和肺內科可能很快會有一種新療法,以糾正細胞組織供氧不足問題,這是導致大面積人群患病的關鍵驅動因素,包括外周動脈疾病、鐮狀細胞性貧血症、心力衰竭、中風、肺氣腫等。

這一突破是在科研人員取得里程碑式發現之後做出的。來自克里夫蘭大學醫院哈林頓研究所(Harrington Discovery Institute at University Hospitals)和凱斯西儲大學醫學院(Case Western Reserve University School of Medicine)的研究小組發現,血紅蛋白(hemoglobin)的一種修改版(被稱為 S-亞硝基血紅蛋白,S-nitrosohemoglobin)可以感知氧氣不足的區域,然後恢復血流以供氧。該研究於2月22日發表在 《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。

「教科書關注的是血液中攜帶了多少氧氣。但研究結果首次在人身上揭示了它實際上與氧氣無關,而是與輸送氧氣時的一氧化氮有關。最重要的是,一氧化氮必須由血紅蛋白以 S-亞硝基血紅蛋白的形式所攜帶才有效。這開闢了一條全新的藥物開發路線,」該研究的資深作者、哈林頓研究所(Harrington Discovery Institute)所長、醫學博士喬納森·斯塔姆勒 (Jonathan S. Stamler)說。

糾正細胞組織供氧不足一直是醫學界的長期目標。一段時間以來,科學家們已經知道血液中的含氧水平並不能預測氧氣向細胞組織輸送的程度,而且充足氧氣的存在及可用性也從來都不是問題。

「我們在醫學上有一個重大的謎團,」斯塔姆勒解釋道。 「即使人們死於『低氧』 ,其血液中仍有大量氧氣。並且,增加血流量的藥物無法增加氧氣的輸送。數百萬主要疾病和一些罕見疾病的病人為供氧紊亂所苦,而我們卻束手無策。」

迄今為止,改善血流的藥物未能改善氧氣輸送。所以,增加氧氣不起作用,增加血流量同樣不起作用。

在這項新研究中,研究人員將 S-亞硝基血紅蛋白確定為一種獨特的血管擴張劑,它不僅能打開血管,還能顯著加強細胞組織供氧。此外,在小鼠和人類中——包括患有外周動脈疾病、鐮狀細胞性貧血症、心力衰竭、中風和肺氣腫的患者——發現細胞組織供氧受損與 S-亞硝基血紅蛋白水平相關。低水平導致細胞組織供氧不足。

「這項研究表明,如果你想為細胞組織提供氧氣,你必須通過血紅蛋白進行血管擴張,因為血紅蛋白本身準確地知道身體中缺氧的部位,然後它會自行調整以根據需要按比例釋放血管擴張劑——一氧化氮,」斯塔姆勒說。 「而其它血管擴張劑會到處擴張血管,並從最需要供血的地方竊取血液。」

斯塔姆勒及其同事目前正在開發用一氧化氮修飾血紅蛋白以形成 S-亞硝基血紅蛋白的藥物。這類新藥首次增加了細胞組織供氧,即使血液中的氧氣含量很低。

他強調,「這幾乎與氧氣量無關。而是關於小血管中的血液流動。如果沒有 S-亞硝基血紅蛋白,就無法供氧。這是細胞組織供氧的全新視角,有望解決醫學上的一個重大難題。」 ◇#

責任編輯:葉紫微

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