PNAS:血管疾病治疗的新靶点
日期:2014-11-19 08:55:16
最近,约翰霍普金斯大学医学院的研究人员发现,血管上的一个受体,可使血管遇见光的时候发生松弛,从而使其可能对治疗血管疾病非常有用。此外,研究人员发现了一种以前未知的机制,通过这一机制,血管功能通过光的波长而被调控。相关研究结果发表在2014年11月17日的《PNAS》杂志。
本文资深作者、约翰霍普金斯大学麻醉学、危重症医学和生物医学工程系的Dan Berkowitz博士指出:“如果我们能开发出新的方法,将光传递至血管,这种控制血管松弛的分子开关,就可以用于各种血管疾病的治疗。”
研究人员最初并没有打算研究光可能对血管产生的影响。但是,在Berkowitz的血管分析设备被搬到一个新空间后,新房间有运动检测灯,不同于之前的实验室。研究小组注意到,当运动检测灯亮了的时候,血管张力将减少。注意到这一点之后,研究小组决定进一步探究这一现象。
Berkowitz和他的研究小组发现,在20世纪50年代曾经有一个类似的发现,但是当时提出的内在机制对他们来说似乎是不可能的,他想进一步探究。他说:“我这个想法有点疯狂。如果血管上有光受体又会怎样?也许血管能够‘看到’灯光或‘有眼睛’。”
研究人员在小鼠血管中寻找光受体的表达,并发现一个称为melanopisn(opsin 4)的受体——属于一组非成像光受体。在没有opsin 4的小鼠中,血管遇见光的时候不会发生松弛。
根据进一步的研究,Berkowitz及其研究小组能够确定opsin 4被激活和血管松弛反应最大时的确切波长。科学家可以利用波长特异性光,来增加正常小鼠尾部的血流量,而不是缺乏opsin 4表达的小鼠尾部。
美国国家心脏、肺和血液研究所血管生物学和高血压科主任Zorina Galis博士说:“这个小组的发现,提供了一个很好的例子,即跟进探究意想不到的结果,可以带来重要的基础生物医学研究发现。此外,他们的基本发现现在找到一种方法,来调查血管的波长特异性光刺激是否可以用来管理各种医疗状况。”
确定这种现象是否存在于所有物种和所有血管床中,并发现与受体相关的所有信号和调控机制,将是非常重要的。同时,研究人员想知道,受体相关问题是否也存在于血管疾病患者当中。
Berkowitz认为这项研究有各种应用。例如,他的研究小组希望用光靶定opsin4受体,作为雷诺综合征的一种治疗选择,这种疾病的特点是:手指和脚趾血管的血管夸张收缩。他这样说道:“我们计划使用高强度的发光二极管,或LEDs,合并到手套中,作为这些患者的潜在治疗方式,此外,装有LEDs的袜子,也可用于糖尿病患者,可能提高血流量和治愈慢性缺血性溃疡。”
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