他汀类药物是通过降低胆固醇、减少心脏病发作和中风风险而挽救了数百万人生命的药物。它们已成为全球最常用的处方药之一。尽管疗效显著,许多服用者会出现肌肉疼痛、无力,极少数情况下甚至发生可导致肾衰竭的严重肌肉损伤。
目前,英属哥伦比亚大学的科学家与威斯康星大学麦迪逊分校的同事合作,相信已发现这些肌肉副作用发生的原因。他们的研究成果发表在《自然·通讯》上,可能有助于开发一种不会导致这些问题的新型他汀药物。
研究团队使用了一种名为冷冻电子显微镜的高科技方法。这一强大工具使科学家能够拍摄蛋白质的极其详细图像——几乎达到原子级别。他们用它来观察他汀类药物如何与肌肉细胞中一种名为RyR1的关键蛋白相互作用。
该蛋白控制钙的释放,而肌肉收缩需要钙。正常情况下,它仅在需要时打开。但研究人员发现,当他汀类药物附着在该蛋白上时,会迫使其保持开启状态。这导致钙持续泄漏,可能损伤肌肉并引发疼痛和无力。
首要作者史蒂文·莫利纳罗(Steven Molinarolo)博士解释说,团队能够准确观察他汀类药物如何附着在该蛋白上并触发泄漏。这种持续的钙泄漏对肌肉细胞具有毒性,可以解释为何许多人在服药时感到酸痛或无力。
该团队聚焦于一种名为阿托伐他汀(atorvastatin)的流行他汀药物,但发现可能适用于多种他汀类药物。令研究人员惊讶的是他汀分子的行为:三个他汀分子聚集在RyR1蛋白的特定区域。第一个分子在通道关闭时附着,使其更易开启;随后另外两个分子楔入其中,迫使通道完全打开。这种异常行为直接导致了负面的肌肉副作用。
高级研究员菲利普·范·佩特格姆(Filip Van Petegem)博士表示,这一发现是重大突破,为科学家设计更安全他汀药物提供了清晰路线图——这些药物仍能降低胆固醇,但不会以有害方式与肌肉组织相互作用。核心思路是保留他汀的有益部分,修改导致肌肉问题的分子结构。
尽管严重肌肉损伤仅影响全球2亿多他汀服用者中的极少数人,但肌肉酸痛或疲劳等轻微症状十分普遍。这些副作用常导致患者停药,尽管药物正在保护他们的心脏。若科学家能设计出更安全的他汀药物,更多人将坚持治疗,从而延长寿命并改善健康状况。
该研究同时展示了冷冻电子显微镜等成像工具如何推动医学突破。通过观察药物在体内作用的最细微机制,科学家能够创造更安全有效的药物。范·佩特格姆博士总结道:“他汀类药物数十年来一直是心脏护理的基石。我们希望使其更安全,以便人们可以持续服用而不必担心肌肉疼痛。”
对于数百万患者而言,这项发现意味着在获得强有力的心脏病防护的同时,副作用显著减少,生活质量得到实质性提升。
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