基因治疗，让心脏进行光合作用
来源：微信公众号心外一科
冠状动脉粥样硬化性心脏病是冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病，常常被称为“冠心病”。但是冠心病的范围可能更广泛，还包括炎症、栓塞等导致管腔狭窄或闭塞。2009年中国城市居民冠心病死亡粗率为94.96/10万，农村为71.27/10万，城市高于农村，男性高于女性。
目前治疗冠心病唯一的方法就是重建血液的通道。目前最有效的方法是通过服用药物来溶解血栓，或者通过在动脉中植入支架，而植入支架往往要通过开胸手术。
既然心脏病突发导致死亡的根本原因就是心肌缺氧。那么，有没有其他方式能主动为心脏细胞提供氧气？这很容易让人联想到光合作用，而且，也确实有人想这一想法付诸实践了。印象中，谈到光合作用，人们往往会将其视为是植物的“专利”，但实际上，在细菌之中也存在着相当一部分拥有此项技能的个体，它们会像植物一样“吃掉”光线，并将其转换为氧气。
现有的心脏病治疗方法明显太过单一，来自斯坦福大学的研究人员们希望找到一种全新的方式，来在心脏病发作是及时为心脏提供氧气。一开始，他们考虑过使用植物细胞的光合作用来产生氧气。论文联合作者、斯坦福大学医学院心脏外科主任Jeseph Woo表示：“我们试图在甘蓝和菠菜中提取叶绿体，但后来发现，一旦叶绿体脱离了植物细胞就无法正常工作了。”
所以，接下来，Joseph和他的团队决定转而使用与叶绿体比较类似的细菌——聚球藻（Synechococcus elongatus），它的光合作用是与植物的光合作用属于同一个原理，都是以光为主要能量来源，将二氧化碳转化为氧气。
研究团队首先将细菌与小鼠心脏细胞放在培养皿中，结果细菌不仅可以存活，而且在进行光照时，它们还能将二氧化碳和水转换为氧气和葡萄糖。
随后，研究人员开始在活体动物身上进行对照实验：他们为小鼠进行了开胸手术，人为阻断心脏血液供给来模拟心脏病发时的状况。此时，再将细菌注入小鼠心脏并进行光照，效果是显著的，细菌产生的氧气马上被缺氧的心肌细胞吸收。
小鼠心脏细胞被聚球藻包围
跳动心脏的热成像图
在手术之后的四周，实验小鼠甚至连患心脏病的风险都降低了。“这种差异并不需要仔细观测，而完全是巨大的改变！”Woo说。不过，虽然动物的免疫系统并不对细菌有排异反应，但由于细菌本身的寿命较短，所以它们最后会小鼠的心脏中死去。
接受细菌治疗过后的小鼠心脏
此项研究发表在最新一期的SCIENCE杂志上。
参考资料
http://www.sciencemag.org/news/2017/06/light-activated-bacteria-protect-rats-heart-attacks
https://www.theverge.com/2017/6/14/15800096/heart-attack-photosynthesis-bacteria-rats
https://www.statnews.com/2017/06/14/photosynthetic-bacteria-heart-attack/
http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/49662/title/Bright-Lights-and-Bacteria-Treat-Rats--Heart-Attacks/
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