正常的心肌組織是平滑、紅潤且富有彈性的，當心臟疾病發生時，纖維母細胞（fibroblasts）會分泌許多種類的膠原蛋白（collagen），之後會形成疤痕。受過傷的心臟組織會妨礙心室的正常收縮，導致心壁變型、失去彈性，嚴重的話，會造成心功能惡化、心力衰竭和心源性猝死。
近日，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的 Arjun Deb 博士的研究團隊，發現 V 型膠原蛋白（type V collagen）在控制心臟疤痕大小具有關鍵的作用，相關研究刊登於《Cell》。
由於疤痕組織和膠原蛋白有著緊密的關聯，該研究團隊開始探討心臟組織中的各類膠原蛋白，並在分析時發現， V 型膠原蛋白在未受傷的組織中含量極少，但在疤痕組織中卻占了不小的比例。他們以疤痕的大小當作觀察指標發現， V 型膠原蛋白的消耗確實誘導心肌梗塞後疤痕大小的異常增加，並使心臟功能惡化。此外，他們還發現 V 型膠原蛋白改變了疤痕組織的特性，而基質和細胞之間相互的反饋會造成整合素（integrins） 的敏感度增加，進而驅動纖維母細胞活化並增加疤痕大小。
接著為了確認這種膠原蛋白的作用，他們藉由基因改造技術，使小鼠心臟組織在受損的時候無法製造 V 型膠原蛋白。但結果卻與預期的不同，由於膠原蛋白是組成疤痕的主要成分之一，依照這個邏輯，在沒有 V 型膠原蛋白時疤痕組織應該要縮小，而實驗結果卻截然相反，疤痕的大小實際上增加了50％。
對此，他們也進一步研究發現， V 型膠原蛋白有著控制疤痕組織硬度的作用。當沒有它時，組織便不會變硬，容易隨著血液的力量膨脹，就好像氣球一樣。不只如此，當疤痕組織膨脹時，分泌蛋白質的纖維母細胞會透過 integrins 感知組織的擴張，並向外發送訊號，分泌更多的蛋白質試圖阻止這類的情形發生，陷入了一個惡性循環。接著，他們使用 integrins 抑制劑 cilengitide 能終止上述的循環，並有效的減少患有 V 型膠原蛋白缺乏症的小鼠的心臟疤痕大小。
這項研究解釋了為何某些心臟疾病患者的疤痕大過於其他患者。未來可望透過精準醫療，從中找出較難產生 V 型膠原蛋白的患者，若 cilengitide 經過人體臨床試試驗及 FDA 認證，可望改善心臟疤痕患者。
延伸閱讀：幹細胞重建「心」世界 ── 專訪日本 CiRA 研究所山下潤教授 談心臟疾病的再生醫學編譯：Peter/Parker
參考資料：
1. Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.cell.2020.06.030
2. https://www.genengnews.com/news/type-5-collagen-may-determine-amount-of-scarring-after-heart-attack/
©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫：service@geneonlineasia.com
