UTHealth休斯顿研究人员获得NIH260万美元拨款

国立卫生研究院下属的国家心肺血液研究所向 UTHealth Houston 提供了一项为期四年、价值 260 万美元的拨款，用于研究昼夜节律和在心脏病发作或心脏手术期间保护心脏的新疗法。

首席研究员 Holger Eltzschig医学博士、博士、教授和共同研究员 Wei Ruan医学博士、博士、助理教授，来自 UTHealth 休斯顿麦戈文医学院麻醉学、重症监护和疼痛医学系，正在研究转化、药理学、针对昼夜节律和缺氧信号的介入策略可以帮助心脏病发作或接受心脏直视手术的患者。

Eltzschig 和 Ruan此前于 2012 年 和 2021 年发表的研究表明，生物节律影响心肌缺血和再灌注损伤 (IRI) 的严重程度。IRI 可能发生在心脏病发作、心脏直视手术或循环停止期间，此时血流暂时被切断(缺血)。在此期间，受影响的心脏组织会出现供氧不足(缺氧)的情况。一旦阻塞被移除并且血流恢复(再灌注)，这种突然的血液流入不但不会立即缓解症状，反而会对心脏造成额外的压力和损害。

先前的研究进一步表明，较之当天晚些时候发生的心脏病发作的患者，更严重的梗塞或心力衰竭的发生率更高。心肌损伤的这种白天变化暗示了昼夜节律和缺氧信号之间的潜在相互作用。

“二十多年来，我的实验室一直对研究 IRI 非常感兴趣，”约翰·P·麦戈文和凯瑟琳·G·麦戈文杰出大学主席兼麦戈文医学院围手术期医学中心主任 Eltzschig 说。“我们进行了公正的研究，以了解为什么清晨和下午晚些时候心脏病发作存在差异的分子机制。”

在导致当前拨款申请的研究中，科学家团队分析了经过昼夜节律训练的小鼠在一天中不同时间点心脏病发作后的心脏组织样本。此外，他们还分析了一天中不同时间接受心脏手术的患者左心室的样本。他们鉴定了一个高度差异表达的基因 BMAL1，这是一种核心昼夜节律转录因子。小鼠心脏中 BMAL1 的基因缺失消除了心脏损伤的白天变化。

称为缺氧诱导因子 (HIF) 的天然保护分子会因缺氧而被激活，并促进对有限氧气可用性的适应。此外，HIF 可以限制过度的组织炎症，以防止进一步的组织损伤。具体来说，研究人员发现 HIF2A 与心脏组织中的 BMAL1 协同作用，提供昼夜节律依赖性心脏保护。

通过这笔资助，研究人员将致力于了解 BMAL1 和 HIF2A 如何相互作用以及它们在调节心脏损伤的白天变化中的功能作用。联合首席研究员兼助理教授蔡光磊博士和生物化学与分子生物学系博士后研究员李涛博士将采用高分辨率成像技术来研究 BMAL1 和 HIF2A 之间的分子相互作用。麦戈文医学院。他们将进一步探索以 BMAL1 和 HIF2A 通路为目标的治疗策略，以保护心脏在手术过程中免受损伤。

“我们正在使用数据来查看在早上或下午接受心脏手术的患者中是否发生了通路和转录调控，”Eltzschig 说。

该研究的另一位联合首席研究员是 Jochen Daniel Muehlschlegel，医学博士、理学硕士、工商管理硕士，约翰·霍普金斯大学麻醉学和重症监护医学系教授兼系主任。NIH 拨款 R01HL165748 资助这项研究。