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  心肌梗死（MI）發(fā)病率高，嚴(yán)重威脅患者生命。心肌梗死后，部分患者中會(huì)出現(xiàn)左心室病理性重構(gòu)，進(jìn)而引發(fā)心力衰竭。左心室重構(gòu)存在壞死期、炎癥期、纖維化期三個(gè)連續(xù)的階段。心肌缺血發(fā)生后，第一個(gè)階段為細(xì)胞壞死階段，大量的心肌細(xì)胞死亡并釋放過量活性氧（ROS）和其他細(xì)胞內(nèi)容物到組織微環(huán)境中，刺激促炎細(xì)胞因子的分泌并招募免疫細(xì)胞到受損心肌組織。第二個(gè)階段為炎癥階段，心梗后的炎癥微環(huán)境會(huì)破壞細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，造成更加嚴(yán)重的氧化損傷，進(jìn)而加重炎癥反應(yīng)。過量產(chǎn)生的ROS是該階段病理機(jī)制中的重要介質(zhì)之一。最后一個(gè)階段為纖維化階段，其主要特征是膠原和細(xì)胞外基質(zhì)沉積。研究表明，降低心梗后的炎癥與纖維化水平可有效抑制左心室病理性重構(gòu)。此外，彈性體心臟補(bǔ)片通過為梗死及周邊心肌提供機(jī)械支持，在防止左心室重構(gòu)方面顯示出巨大潛力。因此，通過調(diào)節(jié)壞死期、炎癥期和纖維化期的病理過程并為梗死心肌提供力學(xué)支撐，有望進(jìn)一步提高心肌梗死的治療效果。

  近期，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高長(zhǎng)有教授、朱旸研究員和動(dòng)物科學(xué)學(xué)院莊樂南研究員團(tuán)隊(duì)利用多功能彈性體心肌補(bǔ)片有效抑制了心肌梗死后的左心室重構(gòu)。將ROS響應(yīng)的聚酮縮硫醇（PTK）和含有不飽和雙鍵的聚富馬酸丙二醇酯（PPF）作為軟段，并用酮縮硫醇二胺（TK）擴(kuò)鏈得到線性ROS響應(yīng)性可降解不飽和聚氨酯（PFTU）。通過其主鏈上高密度的碳碳雙鍵進(jìn)行REDV多肽的修飾（PR），制成含有瑞舒伐他汀藥物的多孔心肌補(bǔ)片（PRR）（圖1）。該補(bǔ)片除提供機(jī)械支持作用外，PFTU中的酮縮硫醇能迅速消耗ROS、減少心肌細(xì)胞凋亡、提高巨噬細(xì)胞M2/M1表型的比例并降低炎癥因子TNF-α的表達(dá)水平，改善心梗組織微環(huán)境。促血管生成的REDV多肽，加快了多孔補(bǔ)片內(nèi)細(xì)胞的滲透和新血管的形成，提高了梗死心肌和補(bǔ)片內(nèi)的血管密度，并誘導(dǎo)血管成熟。此外，由于瑞舒伐他汀兼具抗炎和促血管生成的作用，這些治療效果得到了增強(qiáng)。植入PRR多孔補(bǔ)片可以幫助梗死心臟維持與假手術(shù)組類似的心臟功能、心室大小、壁厚和血管成熟度。

圖1 多功能彈性體心肌補(bǔ)片的構(gòu)建及抑制心肌梗死后左心室重構(gòu)的設(shè)計(jì)原理。

  作者通過對(duì)心梗區(qū)域的組織進(jìn)行全轉(zhuǎn)錄組基因組測(cè)序（RNA-seq），進(jìn)一步分析了多功能補(bǔ)片在心肌梗死治療中的綜合作用（圖2）。通過主成分分析（PCA）比較轉(zhuǎn)錄組整體的基因，發(fā)現(xiàn)植入PRR多孔補(bǔ)片治療心肌梗死后，其基因的表達(dá)與假手術(shù)（Sham）組相似，與MI組不同。進(jìn)一步研究多孔補(bǔ)片對(duì)心梗后心臟保護(hù)作用的具體機(jī)制發(fā)現(xiàn)，PRR組與MI相比在梗死區(qū)域中共下調(diào)了301個(gè)基因，這些基因參與細(xì)胞外基質(zhì)和膠原的生物合成、趨化因子和干擾素（IFN-γ）的產(chǎn)生、細(xì)胞對(duì)缺氧和H₂O₂的反應(yīng)、TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞凋亡等過程。在PRR多孔補(bǔ)片組梗死區(qū)域有190個(gè)上調(diào)基因，其中一些基因參與了心肌成熟和發(fā)育、凋亡過程的負(fù)調(diào)控、傷口愈合等過程。上述結(jié)果表明多功能補(bǔ)片在轉(zhuǎn)錄組水平能特異性降低梗死心肌中凋亡、炎癥和纖維化相關(guān)基因的表達(dá)，改善心肌功能，從而抑制心梗后病理性左心室重構(gòu)。

圖2 術(shù)后7天心梗區(qū)域組織樣本的RNA-seq分析。

  該研究工作“Multifunctional elastomer cardiac patches for preventing left ventricle remodeling after myocardial infarction in vivo”于近日發(fā)表在Biomaterials雜志上。論文的第一作者是浙江大學(xué)高分子系博士生姚躍君，通訊作者為浙江大學(xué)高分子系高長(zhǎng)有教授、朱旸研究員和動(dòng)物科學(xué)學(xué)院莊樂南研究員。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121382