哥伦比亚大学科学家领导的研究团队开发出一种潜在疗法，旨在通过促使身体产生一种保护性激素来帮助心脏在心脏病发作后恢复。这项发表在《科学》杂志上的研究描述，该疗法通过单次骨骼肌注射给药，注射物包含包裹在脂质纳米颗粒中的自扩增RNA，该RNA编码心房利钠肽（ANP）的基因。ANP是一种可减轻心脏压力并支持损伤后修复的激素。
“这是关于帮助心脏利用自身的愈合机制。”研究合著者、医学博士兼哲学博士柯·黄（Ke Huang）说。他曾在哥伦比亚大学从事研究，现为德克萨斯农工大学艾尔玛·莱尔玛·兰格尔药学院的助理教授。“我们试图为患者提供一种与身体配合而非对抗的治疗手段。并且，单次注射可能提供持续数周的支持，这一想法非常令人兴奋。”
心脏病发作会损伤心肌，并可能启动最终导致心力衰竭的过程。研究人员写道：“心肌梗死（MI）会导致心肌细胞不可逆的丧失和不良重构，最终进展为心力衰竭。”目前心脏病发作后的治疗方法试图修复或保护受损心脏组织，但治疗递送或治疗的持久性限制了其效果。
新疗法旨在克服这些局限性。该疗法使用自扩增RNA（saRNA），通过脂质纳米颗粒递送，制剂称为saNppa-LNP。该RNA编码利钠肽A型（Nppa）基因，该基因负责产生ANP。ANP是一种通常由心脏在应对压力时释放的激素，有助于调节血压和体液平衡，并可减轻损伤后对心脏组织的压力。然而，通常在心脏病发作后，身体仅产生少量ANP。在这项研究中，科学家试图通过指令骨骼肌细胞产生额外的ANP前体蛋白（该蛋白在血液中循环）来放大这种自然反应。
一旦注射到骨骼肌中，RNA会指令细胞产生ANP前体，使身体在心肌梗死后心脏易受损伤和重构的时期内循环这种保护性信号。
研究人员写道：“我们假设，单次肌肉注射编码天然Nppa的saRNA-LNP（saNppa-LNP）可在体内建立‘RNA工厂’，持续产生循环的pro-ANP，并通过心脏蛋白酶corin选择性激活为功能性ANP，从而在不直接干预心脏的情况下提供持久的保护。”
研究团队在多种心脏损伤实验模型中测试了该疗法。在急性心肌梗死和缺血再灌注损伤的小鼠模型中，单次注射改善了左心室射血分数，减少了梗死面积和纤维化，与对照组相比效果显著。研究人员还在代表心血管疾病患者常见状况的模型中测试了该疗法，包括老年、动脉粥样硬化和糖尿病小鼠。
团队还进行了该疗法的大型动物实验。在缺血再灌注损伤的猪模型中，单次肌肉注射剂量保持了心脏功能并减少了不良重构。
这一概念基于研究团队成员早前的工作，包括开发一种微针贴片，该贴片可直接将激素递送至心脏表面以促进心肌梗死后的修复。那项研究确定了与利钠肽受体NPR1相关的信号通路可能是支持心脏愈合的潜在机制。由于ANP是该受体的天然配体，新研究试图确定提高ANP水平是否能以创伤更小的方法产生与微针贴片相同的效果。
研究人员写道：“我们的研究表明，单次肌肉注射saNppa-LNPs可在多种物种和临床相关的损伤模型中提供强大而持久的保护。通过利用saRNA的自扩增特性以及pro-ANP的心脏特异性激活，这种微创的一次性疗法可能为心脏修复提供安全、简单且有效的策略。”
后续临床前研究将重点评估安全性、确定剂量策略和治疗时机，为人体研究做准备。如果后续研究证实这些发现，该疗法最终可在心脏病发作后不久给药，从而在受损组织承受最大压力且长期重构风险显著时，为心脏提供早期恢复阶段的支持。
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