马萨诸塞医学研究所（MMRI）的研究人员领导的一项开创性研究已确定了一种有希望的分子靶点，以保护心脏免受高脂饮食和肥胖造成的损害。本周发表在顶级期刊《Science Signaling》上的这项研究强调了参与胰岛素信号传导的节点酶蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B在饮食压力下导致心脏代谢和功能不良变化中的关键作用。
在肥胖和高脂饮食条件下，心脏会发生代谢转换，从其健康的脂肪酸氧化偏好转向对葡萄糖的过度依赖。这种转变会导致心脏脂肪变性、线粒体功能障碍，最终导致一种称为心肌病的心脏疾病，即心脏增厚和僵硬。研究团队发现，在心肌细胞（心脏肌肉细胞）中缺乏PTP1B的小鼠能够抵抗这些有害变化。
MMRI执行主任、戈登·K·莫教授兼生物医学研究与转化医学主席、该研究的资深作者玛丽亚·I·孔塔里迪斯博士说：“这些发现揭示了高脂饮食损害心脏功能的一个新机制，并展示了如何通过靶向心脏中的PTP1B来预防这些影响。通过保留脂肪酸氧化并防止过量的脂质积累，我们可以保护高风险人群的心脏疾病进展。”
该研究利用了一种心肌细胞特异性缺失PTP1B的小鼠模型。当接受高脂饮食时，这些小鼠保持了健康的心脏结构和功能，脂质积累减少，并保持了线粒体的完整性。先进的代谢和磷酸化蛋白质组学分析显示，PTP1B缺失通过涉及AMPK和PKM2信号通路维持脂肪酸代谢，同时抑制脂肪生成和病理性葡萄糖利用。
“PTP1B就像一个代谢开关，在压力下推动心脏向葡萄糖依赖发展，这可能会加重心脏后果，”孔塔里迪斯实验室的博士后研究员、该论文第一作者孙燕博士补充道。“关闭这个开关可以让心脏保持代谢灵活性和恢复力。”
据世界卫生组织预测，到2030年，50%的美国人将被归类为肥胖，其中包括不成比例的大量儿童，这场流行病的紧迫性不容忽视。这些发现可能对社会产生重大影响。这些结果表明PTP1B可能成为预防肥胖患者和饮食诱导代谢紊乱患者心脏病的潜在治疗靶点。研究团队希望这项基础研究将为未来的临床研究铺平道路。
参与该研究的MMRI科学家包括玛丽亚·I·孔塔里迪斯博士、孙燕博士、阿比舍克·库马尔·米什拉、蔡斯·W·凯西克、徐冰博士、唐培阳先生和凯瑟琳·纳尔逊女士。这项工作与哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心的瓦桑特·钱德拉塞卡尔先生；芝加哥洛约拉大学斯特里奇医学院的乔纳森·柯克博士和迈克尔·多尔女士；哈尔滨医科大学附属第四医院的高云安博士；阿伯丁大学的米雷拉·德利贝戈维奇博士和莎拉·卡姆利-萨利诺女士；以及加州大学洛杉矶分校鹰友会糖尿病研究中心、医学系和大卫·格芬医学院的戴尔·亚伯尔博士合作完成。这项合作努力突出了专业知识的深度和对推进医学研究的共同承诺。
关于MMRI
MMRI是一家领先的生物医学研究机构，致力于通过基础和转化科学来增进对人类疾病的理解。MMRI旨在为心血管、神经认知、自身免疫和罕见疾病开发创新疗法。
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