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心血管重构与功能研究实验室取得系列新进展

发布日期:2021年09月13日 10:48 点击次数:

[本站讯]近期,教育部和国家卫健委心血管重构和功能研究重点实验室在张运院士的领导下,取得了系列研究进展,在国际权威杂志发表了多篇高水平研究论文,受到国际学术界的高度关注。

全球老龄化正在加速进展,据统计,2019年全球65岁以上老年人口占总人口的比例为9.1%,2050年将上升至15.9%,人口老龄化导致社会服务需求的显著上升和世界各国沉重的经济负担是全球面临的严峻挑战。肌肉减少症是骨骼肌肌量和肌力进行性减少而导致人体运动功能和生活质量下降的临床综合征,常见于老年人,但发生机制不明。近年来,心血管重构与功能研究重点实验室钟明教授领导的课题组一直聚焦于心血管疾病与肌病相关关系的研究,发现肌少症的主要病理学改变是骨骼肌肌间脂肪增多和肌细胞萎缩,间充质干细胞是骨骼肌脂肪组织的主要来源,而Pim1基因是调节间充质干细胞成脂分化的关键分子。课题组成功地构建了Pim1基因敲除的自然衰老小鼠模型,发现Pim1基因敲除可通过减少成脂分化而降低衰老小鼠肌间脂肪含量,从而减轻了肌细胞萎缩,改善了衰老小鼠的运动能力。深入的机制研究表明,Pim1基因敲除可抑制C/EBPδ成脂通路,进而降低了衰老骨骼肌中PDGFRα+间充质干细胞的成脂分化能力,从而揭示了Pim1基因在老年人肌少症中的作用和机制。该研究发表于国际权威杂志《恶病质、肌少症和肌肉杂志》(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle),中科院1区期刊,最新影响因子12.911,山东大学齐鲁医院心内科博士生商国凯和韩露为本研究的共同第一作者,钟明教授为通讯作者,山东大学齐鲁医院为第一和通讯作者单位。

进入21世纪以来,糖尿病已成为一种世界范围的流行病,构成了心脑血管疾病的重要危险因素。近年来,心血管重构与功能研究重点实验室张铭湘教授领导的课题组一直致力于糖尿病与动脉粥样硬化病变关系的研究,发现多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶-1(PARP-1) 作在糖尿病和多种心血管疾病的发生中均具有重要作用,但PARP-1在糖尿病并发血管病变中的作用尚未阐明。课题组在人体标本中发现,与正常冠状动脉相比,狭窄冠状动脉内膜中 PARP-1 的表达水平显著升高,在高糖刺激的人体平滑肌细胞和糖尿病小鼠血管内膜中,PARP-1表达亦显著增加。在此基础上,课题组成功地构建了PARP-1 基因敲除小鼠,发现在糖尿病小鼠中,敲除 PARP-1基因可显著减轻颈动脉内膜增生的程度,降低内膜中增殖和迁移相关指标的表达水平。深入的机制研究发现,高血糖可通过增强PARP-1的表达,介导TFPI-2 基因启动子区域 CpG 位点甲基化水平升高,进而抑制TFPI-2 基因的转录活性,促进平滑肌细胞由 G1-S 期转换,导致血管平滑肌细胞的增殖。此外,TFPI-2 基因转录活性降低可促进基质金属蛋白酶MMP2、MMP9 的表达和活性的升高,引起血管平滑肌细胞的迁移,这些结果为临床预防和治疗糖尿病血管病变提供了新的思路和靶点。该研究成果发表于国际权威杂志《氧化还原生物学》(Redox biology),中科院1区期刊,最新影响因子11.793。山东大学齐鲁医院心内科博士研究生王朝阳和郭梦琪为共同第一作者,张铭湘教授和王颖副教授为共同通讯作者,山东大学齐鲁医院为第一和通讯作者单位。

医工结合一直是心血管重构与功能研究重点实验室发展的重要方向。CT心肌灌注成像新技术可定性和定量评估心肌血流的空间和时间分布,与冠状动脉血管成像相结合,可“一站式”评估冠状动脉的结构和功能。然而,目前CT心肌灌注成像的分析,需要手动划分室壁节段和感兴趣区,耗时费力且存在主观性,影响了定量分析的准确性。为了解决这一难题,心血管重构与功能研究重点实验室张鹏飞教授领导的课题组与中山大学生物医学工程学院张贺晔教授领导的课题组建立了医工交叉技术攻关小组,模拟临床医生诊断流程和决策思维模式,充分利用CT心肌灌注图像的时空连续特征,提出了时-空多任务网络级联技术(spatio-temporal multi-task net- work cascade,ST-MNC),可自动获取心肌血流分布的时间和空间参数,为冠心病的诊断提供了快速、客观、准确的信息。该技术在山东大学齐鲁医院和首都医科大学附属安贞医院两家医疗机构的230余例临床病例中进行了验证,诊断心肌缺血的敏感性、特异性和准确性分别达到86%、94%和92%。该研究发表于国际权威杂志《医学图像分析》(Medical Image Analysis),中科院1区期刊,最新影响因子8.545。张鹏飞教授和张贺晔教授为共同通讯作者,山东大学齐鲁医院和中山大学为并列通讯作者单位。

文章链接

1.Pim1 knockout alleviates sarcopenia in aging mice via reducing adipogenic differentiation of PDGFRα + mesenchymal progenitors

2.PARP1 deficiency protects against hyperglycemia-induced neointimal hyperplasia by upregulating TFPI2 activity in diabetic mice

3.Spatio-temporal multi-task network cascade for accurate assessment of cardiac CT perfusion


【供稿单位:齐鲁医院    作者:隋文海    编辑:新闻网工作室    责任编辑:卞悦悦 蒋晓涵  】

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