導(dǎo)讀

　　利用光合細(xì)菌向心臟組織緊急提供氧氣?這是6月14日發(fā)表在《Science Advances》期刊上的一篇最新研究。來自于斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊以大鼠為模型，嘗試了一種為救治心臟受損而緊急供氧的大膽策略：他們將產(chǎn)氧光合細(xì)菌注入心臟組織，借助細(xì)菌的光合作用向心臟提供氧氣。

　　當(dāng)突發(fā)心臟病時，心臟組織會因為血液供給不足而缺氧，這會導(dǎo)致心肌細(xì)胞不可逆轉(zhuǎn)的受損、死亡?？茖W(xué)家們一直認(rèn)為，如果能夠在冠狀動脈搭橋手術(shù)之前，為心肌細(xì)胞緊急提供氧氣， 那么就可以避免一些永久性傷害，從而保護(hù)心臟功能。

　　現(xiàn)在，來自于斯坦福大學(xué)的的研究團(tuán)隊在大鼠模型上證實了這一理論的可行性。他們選取一種能夠在光照下釋放氧氣的光合細(xì)菌(Photosynthetic Bacteria)，將它們注入大鼠心臟組織，證實這些微生物確實會向心臟組織提供氧氣。

　　如何向心臟組織提供氧氣?植物 or 細(xì)菌

　　斯坦福大學(xué)的心胸外科醫(yī)生Joseph Woo認(rèn)為缺血性心臟最大的問題在于缺氧，如何解決這一問題呢?Joseph Woo將目光鎖定在植物上，并為此進(jìn)行了多種看似異想天開的嘗試。

　　他們從甘藍(lán)、菠菜中提取葉綠體，并將它們注入心臟組織中。但是試驗結(jié)果均不盡如人意。“我們發(fā)現(xiàn)，脫離植物細(xì)胞的葉綠體很不穩(wěn)定” Joseph Woo表示。

　　放棄植物這條思路后，Joseph Woo和團(tuán)隊又開始摸索光合細(xì)菌。他們選中細(xì)長聚球藻(Synechococcus elongatus)，一種能夠像植物那樣進(jìn)行光合作用的細(xì)菌，它們可以利用光能將二氧化碳、水轉(zhuǎn)化成氧氣。

　　當(dāng)細(xì)菌與心臟細(xì)胞在同一個培養(yǎng)皿中時，研究人員發(fā)現(xiàn)在光照作用下細(xì)菌會釋放氧氣，確保心臟細(xì)胞的存活。

　　動物試驗

　　這些特殊的微生物是否可以提高氧氣給活體動物的心臟組織呢?研究團(tuán)隊以大鼠為模型，將細(xì)菌注入心臟組織，并通過打開胸腔、封鎖主要供血動脈模擬心臟病突發(fā)的緊急情況。

　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，光照下處理10分鐘，心臟組織的含氧量就增加了約25倍。45分鐘后，心臟收縮能力有所改善。相比于沒有細(xì)菌感染的心臟組織，細(xì)菌光合作用下的心臟組織血流量增加60%。黑暗情況下，小鼠心臟組織的血流量也會增加30%。

　　更重要的是，研究團(tuán)隊分析了大鼠模型的血液樣本，并沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)菌引發(fā)毒副作用或者免疫反應(yīng)的證據(jù)。但是，細(xì)菌是否會傷害人體?還不清楚。

　　距離臨床還有很多挑戰(zhàn)

　　這一策略能夠保護(hù)嚙齒動物的心臟功能，但是它距離真正用于臨床治療還面臨著很大的挑戰(zhàn)和困難，例如相比于大鼠，人類的心肌組織更厚，產(chǎn)氧光合細(xì)菌很可能難以穿透。而且，細(xì)菌的安全性無法保證，人類免疫系統(tǒng)比我們想象得要復(fù)雜。

　　紐約市西奈山醫(yī)院的心臟病學(xué)專家Hina Chaudhry評論這一研究時表示：“這是一個令人著迷、興奮的方法。但是從小鼠到人類，還任重道遠(yuǎn)。”

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