最新研究揭示心脏长出“骨头”的原因

  尽管骨组织以外的组织不会发生自然钙化（钙化是指钙盐在软组织中沉积并使其硬化的过程，主要由可以发挥矿化功能的细胞将细胞外基质的钙元素形成盐沉积而导致），但是随着年龄的逐渐增长，包括心脏、血管、肾脏等器官都会发生钙化，尤其是糖尿病人和肾脏有问题的患者，这会严重影响脏器的功能，导致一系列并发症。而心脏钙化会扰乱电信号传导，从而导致心脏功能紊乱。最要命的是，一旦组织形成钙化沉积，目前还没有任何手术之外的方法可以清除钙化层。

  “心脏钙化一直没有得到将深入研究及报道，其中的机理都不是很清楚，”论文资深作者Arjun Deb说道，“我们一直想知道在心脏中到底是什么细胞引发或者导致了钙化，考虑到钙化与组织损伤、纤维化紧密相关，我们猜想可能是心脏纤维原细胞促进了钙化过程，因为心脏纤维原细胞可以在心脏受损时形成伤疤。”Deb是洛杉矶加利福尼亚大学伊莱再生医学中心和干细胞研究所的研究人员。

  为了找出其中的原因，弄清楚机理，Deb和他的同事将小鼠心脏纤维原细胞进行基因标记，然后制造心脏创伤，随后观察这些纤维原细胞的行为，结果发现这些细胞在心脏受伤后会转化为可生成骨组织的骨样细胞。同时，他们将健康小鼠皮下钙化层分离出的心脏纤维原细胞移植到健康小鼠体内后，居然也观察到了与供体小鼠相似的钙化组织形成。同样，人体心脏纤维原细胞也可以在培养皿中形成相似的钙沉积。

  基于此，Deb和他的同事就开始思考是否可以通过小分子抑制剂预防或者治疗心脏组织钙化沉积呢？通过大量调研，他们发现了一个叫做ENPP1的蛋白，心脏受损后它会在心脏细胞尤其是在心脏纤维原细胞中高表达，因此他们认为这可能是一个很好的靶点。通过给小鼠注射几种可以抑制ENPP1活性的小分子抑制剂后，他们发现心脏钙沉积可以至少降低50%。此外，令人惊喜的是，当他们注射一种叫做Etidronate的药物后，居然可以完全消除小鼠心脏损伤造成的心脏组织钙沉积。

  “我们现在想知道这条钙化通路是否是一种与组织无关的广谱通路，如果事实证明这条通路无组织或器官特异性的话，也许这种干预策略还可以用于防止或者治疗身体其他组织的钙化沉积。”Deb目前还在加州大学洛杉矶分校戴卫格芬医学院任职。

  他的研究组已经开始在病人细胞上进行实验，以研究是否相似的小分子抑制手段也可以抑制人体血管钙化沉积的发生。同时，他们还在尝试寻找可以可逆修复钙化组织的小分子药物，因为靶向ENPP1的小分子药物只有在损伤之前注射到将损伤组织才能发挥疗效，否则无法消除钙化沉积的形成。