在美国，有超过670万人患有心力衰竭，预计到2030年这一数字将增加到850万以上。心力衰竭是一种进行性疾病，患者的心脏难以泵出足够的血液和氧气来支持身体器官。
在新发表于《JACC：基础到转化科学》(JACC: Basic to Translational Science)的一篇论文《整合系统生物学确定线粒体功能和代谢紊乱是HFpEF的关键贡献因素》中，天普大学(Temple University)刘易斯·卡茨医学院(Lewis Katz School of Medicine)老龄化与心血管发现中心(Aging + Cardiovascular Discovery Center)主任、教授John Elrod及其团队正在研究一种称为HFpEF（射血分数保留型心力衰竭）的心力衰竭类型。
Elrod的团队与西达斯-西奈医疗中心(Cedars-Sinai)心脏外科转化研究主任David Lefer领导的团队合作，这些研究人员正在寻求对疾病机制和进展的新见解，希望确定开发临床治疗的新靶点。
心力衰竭病例大致分为两类：射血分数降低的心力衰竭(HFrEF)和射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)。虽然一些临床药物试验在治疗HFrEF方面有效，但很少有试验能够解决HFpEF问题。
由于对疾病过程和治疗方法了解不足，美国国立卫生研究院(NIH)国家心肺血液研究所(National Heart, Lung and Blood Institute)已敦促研究人员优先研究HFpEF，将其标记为心血管医学中当前最大的未满足需求。
"HFpEF在大约十年前才真正被认识，"Elrod解释说。"在临床上，它没有得到很好的表征，我们对驱动这种疾病的机制一无所知。所以这就是我们在这篇论文中着手做的事情。"
Elrod的团队采用了系统生物学方法来了解更多关于该疾病的信息，目标是更深入、更全面地理解HFpEF。研究人员将HFpEF理解为一种代谢驱动的疾病，Elrod的团队想要了解更多关于心肌细胞(heart cells)中代谢过程如何受到影响的信息。
"我们深入研究了疾病早期出现的基因表达(gene expression)变化和代谢变化，"Elrod解释说。"这篇论文的独特之处在于我们发现的线粒体重塑，或者说细胞中线粒体外观及其与其他细胞器连接方式的变化。"
通过研究，Elrod的团队发现，肥胖与高血压和血管功能障碍并存是HFpEF发展的驱动因素。该团队还利用RNA测序来研究心肌细胞基因表达的所有变化，并通过电子显微镜成像观察细胞的线粒体，这为研究人员提供了超高分辨率的图像，以观察疾病过程中线粒体形状和结构的变化。
收集了多方面的数据后，Elrod的团队进行了整合通路分析，将基因表达变化与代谢过程变化叠加，以阐明对疾病进展及其对细胞功能影响的更深入理解。
虽然需要更多研究来为HFpEF患者开发潜在疗法，但Elrod计划继续研究与HFpEF相关的代谢通路(metabolic pathways)，以确定药物或基因变化是否可以改变该模型系统中疾病的进程。
"这是一项基于发现的研究。这总是最让我兴奋，因为我们对将会看到什么没有先入为主的概念，"Elrod表示。"我们进去查看一切，寻找一个特征、一个靶点或通路来针对。我们正在发现未知，然后测试新的假设。"
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