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圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的一项新研究表明，放射疗法可以将心肌细胞重新编程，使其看起来处于更年轻的状态，无需长期使用的侵入性手术，就能解决导致危及生命的心律失常的电问题。
圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的一项新研究表明，放射疗法可以将心肌细胞重新编程，使其看起来处于更年轻的状态，无需长期使用的侵入性手术，就能解决导致危及生命的心律失常的电问题。
在这种侵入性手术中——导管消融——一根导管插入心脏，引发危及生命的不规则心律——心室速——的组织被烧毁，产生疤痕，阻止错误的信号。然而，这项新的研究表明，通常用于治疗癌症的非侵入性放射疗法可以使心肌细胞重新编程，使其变得更年轻，甚至更健康，解决细胞本身的电问题，而不需要疤痕组织来阻止过度活跃的电路。这项研究还表明，低剂量的辐射也可以达到同样的细胞重编程效果，这为在不同类型的心律失常中更广泛地使用辐射疗法打开了可能性之门。
这项研究发表在9月24日的《自然通讯》杂志上。
华盛顿大学(Washington University)的医学科学家在2017年表示，通常用于癌症治疗的放射疗法可以针对心脏治疗室性心动过速。
从理论上讲，放射疗法可以复制导管消融术产生的疤痕组织，但这是一个更短、完全无创的过程，使更严重的病人可以接受这种治疗。令人惊讶的是，医生们发现，在放疗后的几天到几周内，患者的心律失常得到了很大的改善，这比放疗后疤痕组织形成的时间要快得多，这表明单剂量的放疗可以在不形成疤痕组织的情况下减少心律失常。数据显示，对于某些室性心动过速的患者，放射治疗即使不比导管消融术更好，也同样有效，但方式不同且未知。
“传统上，导管消融会产生疤痕组织，阻止导致室性心动过速的电路，”资深作者、心脏病专家、发育生物学和生物医学工程医学副教授Stacey L. Rentschler博士说。“为了帮助我们了解放射疗法是否也发生了同样的事情，一些接受这种新疗法的患者允许我们研究他们的心脏组织——例如，在心脏移植之后，或者他们是否因其他原因去世。我们发现，仅凭疤痕组织无法解释其显著的临床效果，这表明辐射以其他方式改善心律失常，所以我们深入研究了这方面的细节。”
科学家们发现，放射治疗触发心肌细胞开始表达不同的基因。他们测量了一种名为Notch的信号通路活动的增加，该通路在早期发育中具有重要作用，包括形成心脏的电传导系统。
在成年心肌细胞中，Notch通常是关闭的。但研究人员发现，单剂量的辐射会暂时激活Notch信号，导致心肌中钠离子通道的长期增加，这是一种可以减少心律失常的关键生理变化。
“心律失常与缓慢的电传导速度有关，”Rentschler说。“放射疗法似乎通过激活早期的发育路径，使心脏组织恢复到更健康的状态，从而加快速度。”
研究人员在小鼠和捐献的人类心脏上研究了这些影响。在人类心脏样本中，研究人员发现，心肌细胞的这些变化只出现在接受目标辐射剂量的心脏区域。
“辐射确实会造成某种伤害，但它不同于导管消融，”合著者、放射肿瘤学教授、放射肿瘤学部门癌症生物学主任Julie K. Schwarz医学博士说。“作为身体对损伤的反应的一部分，心脏受损部分的细胞似乎启动了一些早期发育程序来修复自己。了解它是如何工作的很重要，因为有了这些知识，我们可以改进治疗这些患者的方法，然后将其应用到其他疾病上。”
研究人员还发现，在幸存的患者中，辐射的有益影响至少会持续两年。重要的是，他们能够在老鼠身上证明，较低剂量的辐射产生了同样的效果。较低的辐射剂量可以将长期副作用降到最低，并为其他类型的心律失常提供这种治疗方法。虽然Notch在这些效应中发挥了重要作用，但施瓦茨说，它并不是唯一的途径。研究人员正在继续研究辐射如何触发心脏细胞恢复到更健康的状态。
第一作者、Rentschler实验室的医学博士David M. Zhang补充说:“这是一次令人兴奋的合作，不仅是基础科学家和临床医生之间的合作，也是心脏病学家和放射肿瘤学家之间的合作。从历史上看，放射肿瘤学家专注于癌症，并试图避免对心脏进行辐射，所以这项研究为这两个领域的研究和合作开辟了一个全新的领域。”
Cardiac radiotherapy induces electrical conduction reprogramming in the absence of transmural fibrosis
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