心脏病发作后的代谢变化图谱提供了恢复的线索
研究人员绘制出了心脏病发作后新陈代谢的变化,并于今天在开放获取的eLife杂志上发表了他们的研究结果。
他们在老鼠身上进行的研究揭示了某些有助于或阻碍康复的基因和代谢过程,这可能是预防心脏病发作后损害的治疗的好目标。
“虽然一些研究观察个体身体组织的变化是疾病机制的基础,不同组织之间的串扰和失调还没有检查心脏病或其他心血管类并发症,”Arif第一作者穆罕默德解释道,在k皇家理工学院博士生,斯德哥尔摩,瑞典。“在这项研究中,我们使用心脏病发作的小鼠模型对心脏和其他代谢活性组织进行了综合分析,并使用系统生物学方法来获得发生的代谢变化的系统图片。”
系统生物学帮助发现了多种疾病的新治疗方法。它不是将系统拆开并分析其组成部分,而是从不同的细胞和组织中获取测量数据,并用它们来复制所研究的系统。在这项研究中,该团队使用了一种称为共表达网络(CNs)的系统生物学方法来揭示不同组织中的基因功能是如何连接在一起的。
首先,他们测量了四种组织类型中所有基因的活动:心脏病发作小鼠的心脏、脂肪、骨骼肌和肝脏。他们将这些基因与没有心脏病发作的小鼠的基因活动进行比较,以生成每个组织特有的差异表达基因(DEGs)。接下来,在共同表达网络分析中,他们观察了四种不同组织中连接最紧密的前5%的基因。然后,他们利用DEG的结果来观察心脏病发作24小时后,那些排名前5%的基因是如何改变的。
他们发现心脏病发作后,不同组织中的关键基因簇发生了改变。在心脏和肌肉中,这种基因变化往往与能量产生和肌肉收缩有关。在肝脏中,基因的变化与脂肪运输和代谢以及谷胱甘肽等细胞保护物质的代谢有关。
然后,研究小组利用这些信息建立了心脏病发作时代谢反应的多组织模型,并将其结果与其他心脏组织研究结果进行了比较。他们发现有四个基因在所有研究中都发生了一致的改变。已知这些基因在能量生产、肌肉收缩和蛋白质生产中发挥作用,其中至少有一个正在被探索作为治疗心血管疾病的药物靶点。
综上所述,研究结果显示,心脏病发作后,心脏、肌肉和脂肪组织的脂肪代谢和炎症水平会下调,而心脏特异功能则会上调。相比之下,研究小组在肝脏看到了不同的反应,炎症减少了。
高级作者Adil Mardinoglu总结道:“我们的综合分析突出了一系列代谢活跃的组织对心脏病发作的常见和组织特异性生物反应。”Adil Mardinoglu是瑞典皇家理工学院和英国伦敦国王学院的系统生物学教授。“该方法展示了一种使用多组织基因活性数据来识别生物过程和途径的变化,并系统地探索疾病的影响的方法。这为未来研究已确定的途径开辟了新的机会,并有可能使用类似的方法来了解其他复杂的人类疾病。”
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