心臟衰竭治療新方向? 補充和移植粒線體可賦予心臟保護及恢復功能

粒線體 ( mitochondria ) 被稱為人體發電機其來有自，因為它負責能量的供給與代謝，一旦粒線體發生缺陷，有可能引發單個器官甚至全身系統疾病，尤其是神經學方面的疾病，如肝臟受損或腦部病變等，嚴重程度因人而異，其重要性不言而喻。同時，粒線體功能障礙 ( mitochondrial dysfunction ) 是心臟衰竭的一個標誌，而粒線體移植已被證明能夠恢復心臟功能，但其作用機制仍然未知。

人口高齡化加上目前藥物治療的預後不佳，急需新治療策略

心臟衰竭 ( Heart failure, HF ) 被定義為與各種心臟病相關的心室 ( ventricular ) 填滿或將血液輸出/輸入能力的結構或功能障礙。依照美國紐約心臟協會 ( New York Heart Association, NYHA ) 分類可分為四級。成人心臟衰竭的罹病率約為1%–2% ，罹病率隨著年齡的增長而增加： 55 歲以下的人約為 1% ，而 70 歲或以上的人則超過 10%。隨著人口老化和心血管危險因素患病率的增加，預計在未來 25 年內因 HF 住院的人數將增加 50%。

目前，HF 患者使用針對血液動力學的傳統神經內分泌拮抗劑進行治療 ( neuroendocrine antagonists ) 。如 β受體阻滯劑 ( β-Blockers ) 等，儘管這些藥物延緩了 HF 的進展，但患者的生活品質不佳，且觀察性研究的死亡率仍然高於臨床試驗。因此，迫切需要可以改善患者預後的新策略。

針對損傷的粒線體和恢復心肌細胞自身功能，是心臟衰竭治療的重要目標

粒線體約佔心肌體積的 20%–35% ，是為心肌細胞收縮提供能量的關鍵。破壞粒線體的穩定狀態的會直接導致心肌病 ( cardiomyopathies ) 。粒線體功能障礙已被證明在 HF 中發揮關鍵作用，包括蒽環類 ( anthracycline ) 心肌病、心臟缺血性再灌注損傷 ( ischemia-reperfusion injuries ) 和遺傳性心肌病。

儘管粒線體移植已被證明可以賦予心肌功能，但確切的機制仍有待闡明。

使用內部優化的粒線體分離方法，研究團隊測試了粒線體移植在蒽環類藥物 doxorubicin 誘導的遺傳性擴張型心肌病等兩種不同心臟衰竭模型中的療效，研究人員檢測了四種不同類型細胞，包括了糖酵解代謝為主的結腸癌細胞 ( RKO, R-mito ) 、脂肪酸代謝為主的小鼠新生 ( neonatal ) 心肌細胞 ( H-mito )，以及處於中間代謝狀態的成纖維細胞系 ( NIH 3T3, F-mito )及大鼠成肌細胞系 ( C2C12, M-mito ) 。誘導的心臟衰竭模細胞損傷模型及擴張型心肌病心肌細胞模型，研究人員將不同來源的粒線體與小鼠原代心肌細胞共培養，結果發現，四種粒線體均可減輕誘導產生的心肌細胞死亡，並可改善心肌細胞的基礎耗氧率。但只有來自小鼠新生心肌細胞的粒線體，可以改善最大耗氧率以及心肌細胞收縮速度。