研究将自由基与癌症引起的心脏损伤联系起来

一项动物模型的新研究表明,仅存在癌症肿瘤就会导致心脏损伤,并表明罪魁祸首是与心脏中特定细胞相互作用的称为自由基的分子。

小鼠和果蝇的肿瘤导致不同程度的心脏功能障碍——尤其是心脏泵血能力的下降。

在患有肿瘤的果蝇食用的食物中添加特定类型的抗氧化剂可以逆转对它们心脏的损害——这一发现表明自由基造成的伤害可能是癌症和心脏功能障碍之间的联系。

“癌症成为一种全身性疾病。这不仅仅是一个肿瘤在做一件事,”共同主要作者说 Shubha Gururaja Rao,俄亥俄北方大学药理学助理教授,俄亥俄州立大学生理学和细胞生物学兼职教员。

大多数已知的癌症与心脏损伤的联系都与化疗的毒性作用和癌症患者常见的肌肉萎缩有关。

这是第一项使用遗传模型来研究癌症对心脏功能障碍的直接影响的研究。研究人员发现,不同的癌症相关基因以不同的方式影响心脏——这表明遗传信息有朝一日可以指导癌症患者的心脏保护治疗决策。

“这表明,如果您知道哪些基因导致癌症或在某些癌症中是异常的,则可以量身定制治疗方法,”说 哈普雷特·辛格,该研究的共同主要作者和副教授 俄亥俄州立大学的生理学和细胞生物学.

“最重要的是,我们想让临床医生意识到,在第一次发现癌症时,早在肌肉萎缩或化疗开始之前,其他器官就会收到信息并受到影响。”

该研究发表在期刊上 抗氧化剂.

估计 50% 到 80% 的癌症患者会出现称为恶病质的肌肉萎缩状况,这会导致心力衰竭,而放疗和化疗会导致心肌毒性相关损伤。

然而,新兴研究表明,心脏问题可能会在癌症治疗或肌肉萎缩发生之前出现。俄亥俄州立大学团队指出, 学习 最近发表在 美国心脏协会杂志 报道了在癌症治疗开始之前检测到人类癌症患者心脏组织和心脏功能的异常。

在这项新研究中,俄亥俄州立大学的研究人员将乳腺癌细胞注射到小鼠乳腺中,并在 4 周后测量了动物的心脏功能。他们发现心脏泵血量的两个指标,左心室射血分数和缩短分数,分别下降了约 20% 和 22%。

在果蝇中,该团队过度表达致癌基因以触发果蝇眼睛中肿瘤的发展。科学家们观察到射血分数和缩短分数显着降低——类似于在患有肿瘤的小鼠身上观察到的情况——以及患有肿瘤的果蝇的心率增加。

研究人员发现,全身的产生率增加,自由基的总数增加——也称为 活性氧 – 与对照组相比,在有肿瘤的果蝇中。与对照组相比,患有肿瘤的小鼠的活性氧产生率也显着更高。

为了测试补充剂是否可以逆转与肿瘤相关的心脏损伤,在为期 7 天的果蝇食物中添加了四种抗氧化剂:谷胱甘肽 (GSH)、维生素 E、辅酶 Q10 或维生素 C。

结果表明,除了维生素 C 外,所有果蝇的心脏功能都恢复到正常水平。

“我们还不知道为什么一种抗氧化剂对另一种有效,”Rao 说,并补充说,由于果蝇吃掉了食物中的抗氧化剂,因此研究人员目前还没有关于抗氧化剂剂量的确切信息。

她和辛格还强调,活性氧只是与肿瘤相关的心脏损伤的一种已确定机制,关于抗氧化剂如何融入治疗方案还有很多需要了解。

虽然这项研究集中在一个致癌基因上来研究果蝇心脏损伤的机制,但研究人员最初测试了果蝇中几种致癌基因的影响。影响的心脏功能和对心脏影响的强度因基因而异。 Rao 计划继续对果蝇进行基因研究,并测试抗氧化剂对肿瘤小鼠心脏的修复作用。

Singh 正在与俄亥俄州立大学和其他机构的临床医生合作,从患有心力衰竭的癌症患者身上收集血液样本。

“信号从肿瘤传播到心脏,连接这些部位的组织是血液——所以问题是,活性氧是否在血液中传播?”他说。 “在临床方面,我们的首要任务是寻找不同致癌途径与心力衰竭之间的相关性。其次,我们想看看信息是什么,以及我们是否可以开抗氧化剂。”

其他合著者包括来自俄亥俄州立大学的 Priyanka Karekar、Haley Jensen、Kathryn Russart、Devasena Ponnalagu、Shridhar Sanghvi、Sakima Smith 和 Leah Pyter,以及来自俄亥俄北方大学 (ONU) 的 Sarah Seeley。

这项工作得到了英联邦普遍研究增强计划的资助,W.W.史密斯慈善信托基金、美国心脏协会、美国国立卫生研究院、俄亥俄州立大学戴维斯心肺研究所和 ONU 启动基金。


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