长沙晚报掌上长沙4月25日讯(全媒体记者 徐媛 通讯员 谭婷)急性心肌梗死如同潜伏在人群中的“隐形杀手”,全球每年因它致残致死的人数不计其数。临床观察发现一个现象:清晨6时到中午12时是心梗高发时段,且此时发病的患者往往心肌梗死范围更大、预后更差。为什么心梗发作和损伤程度会“掐着时间”来?这个困扰医学界多年的谜题终于找到了关键线索。
今日,记者从中南大学湘雅二医院获悉,中美医学专家携手研究,首次发现昼夜节律核心转录因子BMAL1与缺氧诱导因子HIF2A在缺血心肌中形成异源二聚体,揭示了“生物钟–缺氧信号”之间的关键互作机制,明确其为心肌损伤昼夜节律差异的分子基础。该发现为基于生物钟的缺血性心脏病精准治疗提供了重要理论基础,并可拓展应用于脑卒中、代谢综合征、肿瘤等具有昼夜节律特征的疾病,为时间医学的临床转化开辟了新路径。
原来,人体内有个无形的“生物钟”,它就像一台精密的调控机器,通过核心转录因子BMAL1管理着包括心血管功能在内的多种生理活动的昼夜节律。而缺氧诱导因子HIF2A则是细胞应对缺氧环境的 “急救员”,负责维持细胞内的氧平衡。这两个同属bHLH - PAS蛋白家族的“成员”,此前一直被认为各自掌管独立的调控网络,其在昼夜节律性心肌损伤中的协同作用此前未被揭示。
研究团队通过整合转基因小鼠与人类缺血心肌样本的多组学数据,结合转录因子互作分析和基因编辑技术,提出心肌梗死的“依时给药”治疗策略,即在通路活性低谷期(ZT20)给予川陈皮素(NOB)可代偿性激活BMAL1-HIF2A通路,缩小梗死面积;而在活性高峰期(ZT8)使用HIF2A激动剂vadadustat可提升射血分数、改善心功能。
对此,湘雅二医院麻醉科副教授阮溦,联合美国得克萨斯大学休斯敦健康科学中心Holger Eltzschig教授、Kuang-Lei Tsai教授团队,近日在国际顶尖学术期刊《Nature》上,发表了题为《BMAL1–HIF2A heterodimer modulates circadian variations of myocardial injury》(生物钟核心蛋白BMAL1与缺氧诱导因子HIF2A协同调控昼夜节律性心肌损伤)的研究论文。
另悉,本研究聚焦科技前沿,其理论框架与技术体系围绕的生物钟、缺氧诱导因子HIF2A、AlphaFold 结构预测相关研究成果也先后获得了2017年、2019年、2024年诺贝尔奖。