正常的心肌组织是平滑、红润且富有弹性的，当心脏疾病发生时，纤维母细胞（fibroblasts）会分泌许多种类的胶原蛋白（collagen），之后会形成疤痕。受过伤的心脏组织会妨碍心室的正常收缩，导致心壁变型、失去弹性，严重的话，会造成心功能恶化、心力衰竭和心源性猝死。
近日，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的 Arjun Deb 博士的研究团队，发现 V 型胶原蛋白（type V collagen）在控制心脏疤痕大小具有关键的作用，相关研究刊登于《Cell》。
由于疤痕组织和胶原蛋白有着紧密的关联，该研究团队开始探讨心脏组织中的各类胶原蛋白，并在分析时发现， V 型胶原蛋白在未受伤的组织中含量极少，但在疤痕组织中却占了不小的比例。他们以疤痕的大小当作观察指标发现， V 型胶原蛋白的消耗确实诱导心肌梗塞后疤痕大小的异常增加，并使心脏功能恶化。此外，他们还发现 V 型胶原蛋白改变了疤痕组织的特性，而基质和细胞之间相互的反馈会造成整合素（integrins） 的敏感度增加，进而驱动纤维母细胞活化并增加疤痕大小。
接着为了确认这种胶原蛋白的作用，他们借由基因改造技术，使小鼠心脏组织在受损的时候无法制造 V 型胶原蛋白。但结果却与预期的不同，由于胶原蛋白是组成疤痕的主要成分之一，依照这个逻辑，在没有 V 型胶原蛋白时疤痕组织应该要缩小，而实验结果却截然相反，疤痕的大小实际上增加了50％。
对此，他们也进一步研究发现， V 型胶原蛋白有着控制疤痕组织硬度的作用。当没有它时，组织便不会变硬，容易随着血液的力量膨胀，就好像气球一样。不只如此，当疤痕组织膨胀时，分泌蛋白质的纤维母细胞会透过 integrins 感知组织的扩张，并向外发送讯号，分泌更多的蛋白质试图阻止这类的情形发生，陷入了一个恶性循环。接着，他们使用 integrins 抑制剂 cilengitide 能终止上述的循环，并有效的减少患有 V 型胶原蛋白缺乏症的小鼠的心脏疤痕大小。
这项研究解释了为何某些心脏疾病患者的疤痕大过于其他患者。未来可望透过精准医疗，从中找出较难产生 V 型胶原蛋白的患者，若 cilengitide 经过人体临床试试验及 FDA 认证，可望改善心脏疤痕患者。
延伸阅读：干细胞重建“心”世界 ── 专访日本 CiRA 研究所山下润教授 谈心脏疾病的再生医学编译：Peter/Parker
参考资料：
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/
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