令人惊讶的发现可能导致笔触和心脏骤停的新治疗方法

心脏心脏病学概念

研究人员确定了一种可能导致血液缺陷引起的脑损伤新治疗的机制。

在一个令人惊讶的发现中,马萨诸塞州综合医院(MGH)的研究人员鉴定了一种保护大脑免受缺氧的影响,潜在的致死剥夺氧气的机制。这个偶然的发现,他们报告了自然通信,可以帮助发展中风的疗法,以及可能由心脏骤停的脑损伤,以及其他条件。

然而,本研究开始具有截然不同的目标,解释了高级作者Fumito ichinose,MD,博士,在麻醉部,MGH的严重护理和止痛药中的主治医生,以及麻醉关键护理研究中心的主要调查员。ichiinose和他的团队的一个重点领域正在开发用于诱导暂停动画的技术,即将人类的重要功能在临时持有情况下,能够在以后“重新唤醒”它们。这种存在的状态将类似于冬眠期间的熊和其他动物经历。ichinose认为,安全诱导暂停动画的能力可能具有有价值的医学应用,例如暂停患者的生命过程,直至发现有效的治疗。它还可以允许人类在空间中长距离(经常被描绘在科幻小说中)。

2005年的研究发现,吸入称为硫化氢的气体导致小鼠进入悬浮动画的状态。硫化氢,具有腐烂的鸡蛋的气味,有时被称为“下水道气体”。哺乳动物脑中的氧缺陷导致硫化氢的产量增加。当这种气体积聚在组织中时,硫化氢可以在神经元中停止能量代谢并导致它们死亡。氧缺乏是缺血性卒中的标志,最常见的中风类型,以及大脑的其他伤害。

在里面自然通信研究,ichiinose和他的团队最初开始了解在较长时间内小鼠暴露于硫化氢时会发生什么。起初,小鼠进入了暂停动画的状态 - 他们的身体温度下降,它们是不动的。“但是,为了我们的意外,小鼠很快就耐受吸入硫化氢的影响,”ichinose说。“在第五天,他们通常采取行动,不再受硫化氢的影响。”

有趣的是,对硫化氢耐受性的小鼠也能够耐受严重的缺氧。来自缺氧的这些小鼠是什么?ichinose的群体涉嫌致癌硫化物可能是责任的大脑中的酶。他们发现一种酶的水平,称为硫化物:醌氧化还原酶(SQOR),当它们连续几天呼吸硫化氢时,在小鼠的大脑中升起。他们假设SQOR发挥抗缺氧的一部分。

本质上有很大的证据。例如,已知雌性哺乳动物比雄性更耐受缺氧 - 并且前者具有更高水平的SQOR。当SQOR水平在女性中人为地减少时,它们变得更容易受到缺氧的影响。(Estrogen may be responsible for the observed increase in SQOR, since protection from the adverse effects of hypoxia is lost when a female mammal’s estrogen-producing ovaries are removed.) Moreover, some hibernating animals, such as the thirteen-lined ground squirrel, are highly tolerant of hypoxia, which allows them to survive as their bodies’ metabolism slows down during the winter. A typical ground squirrel’s brain has 100 times more SQOR than that of a similar-sized rat. However, when Ichinose and colleagues “turned off” expression of SQOR in the squirrels’ brains, their protection against the effects of hypoxia vanished.

同时,当ichinose和同事人为地提高了小鼠的大脑中的SQOR水平时,“他们对缺氧进行了强大的防御,”ichinose解释道。他的团队使用基因治疗增加了SQOR水平,这种方法在技术上复杂,此时不实用。另一方面,ichinose和他的同事们证明“清除”硫化物,通过使用称为SS-20的实验药物,降低气体水平,从而在脱离氧气时施加小鼠的大脑。

人类大脑的SQOR水平非常低,这意味着即使硫化氢的适度积累也可能有害,ichiinose说。“我们希望有一天我们会有可能在身体中像SQOR这样的毒品,”他说,并注意到他的实验室正在研究SS-20和其他几位候选人。这些药物可用于治疗缺血性卒中,以及患有心脏骤停的患者,这可能导致缺氧。ichinose的实验室还研究了硫化氢如何影响身体的其他部位。例如,已知硫化氢在其他条件下积聚,例如某些类型的Leigh综合征,一种罕见但严重的神经系统疾病,通常导致早死亡。“对于一些患者,”ichiinose说,“用硫化物清除剂治疗可能是救命。”

Reference: “Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury” by Eizo Marutani, Masanobu Morita, Shuichi Hirai, Shinichi Kai, Robert M. H. Grange, Yusuke Miyazaki, Fumiaki Nagashima, Lisa Traeger, Aurora Magliocca, Tomoaki Ida, Tetsuro Matsunaga, Daniel R. Flicker, Benjamin Corman, Naohiro Mori, Yumiko Yamazaki, Annabelle Batten, Rebecca Li, Tomohiro Tanaka, Takamitsu Ikeda, Akito Nakagawa, Dmitriy N. Atochin, Hideshi Ihara, Benjamin A. Olenchock, Xinggui Shen, Motohiro Nishida, Kenjiro Hanaoka, Christopher G. Kevil, Ming Xian, Donald B. Bloch, Takaaki Akaike, Allyson G. Hindle, Hozumi Motohashi and Fumito Ichinose, 25 May 2021,自然通信
DOI:10.1038 / s41467-021-23363-x

该研究的牵头作者是MIZO Marutani,MD,MGH的麻醉科学危重护理和痛苦医学和哈佛医学院(HMS)教练的调查员。ichinose也是HMMS的麻醉教授威廉托马斯绿莫顿教授。

本研究由日本教育部,科学,体育和技术部资助的资助;日本科技机构;日本医学研究和发展局;国家神经障碍研究所和中风;国家心,肺和血液研究所;国家一般医学研究所;和国家科学基金会。

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