阿拉巴马州的伯明翰。-心脏病发作会杀死心肌细胞，导致心肌细胞瘢痕，使心脏变弱，最终导致心力衰竭。肌肉修复的缺乏是由于哺乳动物心肌细胞增殖能力非常有限，除了在出生前后的一个短暂时期。
因此，一种名为TT-10的药物产品被认为有望治疗心脏病，它通过hipp - yap信号通路的成分来刺激心肌细胞的增殖。几年前，在小鼠心肌梗死模型中腹腔注射TT-10，起初促进心肌细胞的增殖，并在给药一周后显示心肌坏死区(即梗死区)的大小下降。然而，这些早期的改善之后，在随后的时间点心脏功能恶化。
因此，张建毅博士和他在阿拉巴马大学伯明翰分校生物医学工程系的同事们提出了一个简单的问题:如果TT-10被装载到由聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)制成的纳米颗粒中，会发生什么情况?这种纳米颗粒将允许TT-10缓慢释放?
正如张和UAB的同事在《JCI Insight》杂志上报告的那样，缓慢释放确实是有益的。纳米颗粒介导的TT-10缓释给药增强了TT-10治疗小鼠心肌修复的效力和持久性。
将TT-10纳米颗粒注射到梗死心肌改善了心脏功能——通过显著改善射血分数和功能性缩短，以及显著降低收缩期末直径和舒张期末直径来测量——与用生理盐水、空纳米颗粒或直接TT-10溶液处理的小鼠相比。此外，与其他三组相比，TT-10纳米颗粒处理的心脏梗死面积和心脏重量/体重比显著降低，而其他三组的测量结果都相似。所有这些指标表明，TT-10纳米颗粒组的心脏功能得到改善。
研究人员还测量了TT-10对心肌细胞生物学的影响，以及在培养和小鼠心脏病模型中细胞复制的几个标记物的影响。
在不同浓度的TT-10培养的人诱导多能干细胞心肌细胞显示出增殖的分子标记物增加，细胞周期的s期(当细胞复制其基因组内容时)，细胞周期的m阶段(当细胞分裂复制的DNA时)和胞质分裂(当两个子细胞的细胞质被一分为二时)。活性峰值出现在TT-10浓度为10 ~ 20微摩尔时。
培养的心肌细胞也显示出程序性细胞死亡或凋亡的显著减少，以及位于细胞核的转录共激活因子Yap显著增加的心肌细胞比例。Yap存在于细胞核中，在那里它积极地帮助基因表达，这与hipp -Yap信号在心脏再生中的作用是一致的，张说。
与其他三个治疗组相比，在小鼠心肌梗死模型中，TT-10纳米颗粒处理的心脏有更多的边界区心肌细胞，这些细胞在梗死后一周显示细胞增殖、m期生长和Yap核位置的标记物。边缘区是梗死区旁边的区域。此外，TT-10纳米颗粒治疗似乎可以促进血管生长，称为血管生成。
UAB的研究人员说，这表明在TT-10纳米颗粒处理的小鼠中观察到的心肌恢复的改善，似乎至少部分归因于hipp - yap信号的激活和心肌细胞增殖。
“因此，我们的结果表明，PLGA纳米颗粒可以用于提高许多心血管药物的治疗管理效率，”Zhang说。“此外，尽管在我们目前的研究中，动物在开胸手术中经心肌内直接注射TT-10纳米颗粒，但PLGA纳米颗粒完全与微创临床给药方法兼容，如基于导管或超声引导的经胸心肌注射。”
该研究与Zhang合著，“tt -10纳米颗粒在心肌梗死小鼠模型中促进心肌细胞增殖和心脏修复，”是Wangping Chen, Danielle Pretorius, Yang Zhou和Yuji Nakada, UAB生物医学工程系;杨金福，中南大学湘雅二医院，长沙中南大学湘雅二医院访问学者。
支持来自美国国立卫生研究院HL114120, HL131017, HL149137和HL134764赠款。
生物医学工程系是亚利桑那大学医学院和亚利桑那大学工程学院的联合系。张教授是该系的教授和主席，他拥有T. Michael and Gillian Goodrich工程领导力讲座。
