心脏衰竭治疗新方向? 补充和移植粒线体可赋予心脏保护及恢复功能

粒线体 ( mitochondria ) 被称为人体发电机其来有自，因为它负责能量的供给与代谢，一旦粒线体发生缺陷，有可能引发单个器官甚至全身系统疾病，尤其是神经学方面的疾病，如肝脏受损或脑部病变等，严重程度因人而异，其重要性不言而喻。同时，粒线体功能障碍 ( mitochondrial dysfunction ) 是心脏衰竭的一个标志，而粒线体移植已被证明能够恢复心脏功能，但其作用机制仍然未知。

人口高龄化加上目前药物治疗的预后不佳，急需新治疗策略

心脏衰竭 ( Heart failure, HF ) 被定义为与各种心脏病相关的心室 ( ventricular ) 填满或将血液输出/输入能力的结构或功能障碍。依照美国纽约心脏协会 ( New York Heart Association, NYHA ) 分类可分为四级。成人心脏衰竭的罹病率约为1%–2% ，罹病率随着年龄的增长而增加： 55 岁以下的人约为 1% ，而 70 岁或以上的人则超过 10%。随着人口老化和心血管危险因素患病率的增加，预计在未来 25 年内因 HF 住院的人数将增加 50%。

目前，HF 患者使用针对血液动力学的传统神经内分泌拮抗剂进行治疗 ( neuroendocrine antagonists ) 。如 β受体阻滞剂 ( β-Blockers ) 等，尽管这些药物延缓了 HF 的进展，但患者的生活品质不佳，且观察性研究的死亡率仍然高于临床试验。因此，迫切需要可以改善患者预后的新策略。

针对损伤的粒线体和恢复心肌细胞自身功能，是心脏衰竭治疗的重要目标

粒线体约占心肌体积的 20%–35% ，是为心肌细胞收缩提供能量的关键。破坏粒线体的稳定状态的会直接导致心肌病 ( cardiomyopathies ) 。粒线体功能障碍已被证明在 HF 中发挥关键作用，包括蒽环类 ( anthracycline ) 心肌病、心脏缺血性再灌注损伤 ( ischemia-reperfusion injuries ) 和遗传性心肌病。

尽管粒线体移植已被证明可以赋予心肌功能，但确切的机制仍有待阐明。

使用内部优化的粒线体分离方法，研究团队测试了粒线体移植在蒽环类药物 doxorubicin 诱导的遗传性扩张型心肌病等两种不同心脏衰竭模型中的疗效，研究人员检测了四种不同类型细胞，包括了糖酵解代谢为主的结肠癌细胞 ( RKO, R-mito ) 、脂肪酸代谢为主的小鼠新生 ( neonatal ) 心肌细胞 ( H-mito )，以及处于中间代谢状态的成纤维细胞系 ( NIH 3T3, F-mito )及大鼠成肌细胞系 ( C2C12, M-mito ) 。诱导的心脏衰竭模细胞损伤模型及扩张型心肌病心肌细胞模型，研究人员将不同来源的粒线体与小鼠原代心肌细胞共培养，结果发现，四种粒线体均可减轻诱导产生的心肌细胞死亡，并可改善心肌细胞的基础耗氧率。但只有来自小鼠新生心肌细胞的粒线体，可以改善最大耗氧率以及心肌细胞收缩速度。