康复医学中心魏全教授团队在Journal of Advanced Research发表研究论文

近日，我院康复医学中心魏全教授团队在Journal of Advanced Research（IF：11.4）发表研究论文“Pulsed electromagnetic fields treatment ameliorates cardiac function after myocardial infarction in mice and pigs”。研究通过建立小鼠和猪的心肌梗死（MI）模型，应用超声心动图和心脏磁共振检查，证明了脉冲电磁场（PEMF）治疗心肌梗死的益处，值得进一步研究其在缺血性心脏病（IHD）患者管理中的潜在意义。

IHD是导致全球死亡的重要原因， MI是其最严重的表现。冠状动脉旁路移植术（CABG）和经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是治疗心肌梗死主要措施。然而，某些MI患者由于存在合并症可能不适合接受PCI和CABG治疗。此外，由于再灌注损伤、血管再狭窄等潜在并发症，现有治疗方式受到一定限制。因此，迫切需要开发MI患者心肌保护的新策略。

PEMF是一种无创的物理因子治疗方式，其对生物过程调控的潜在机制涉及细胞微环境的改变及机械应力对细胞内信号通路的调节，且已被多项研究证实对心血管疾病具有治疗作用。研究团队前期研究也发现PEMF可以减少MI后小鼠心肌梗死边缘的细胞死亡并促进血管生成。MI后的心肌组织修复需要抑制炎症和过度纤维化。然而，目前很少有研究探讨PEMF治疗对MI后炎症和纤维化的影响。在本研究中，研究团队建立了小鼠和猪的永久性冠状动脉结扎模型，以进一步探索PEMF对MI的治疗作用及相关机制。

野生型小鼠MI后接受PEMF治疗，每周行超声心动图检查评估心功能。心脏超声结果显示，PEMF组MI小鼠的LVEF和LVFS大于对照组，而LVEDV和LVESV低于对照组。结果表明，PEMF能有效改善MI小鼠受损的心功能。Masson染色显示，在MI后14天，PEMF组的心肌梗死面积显著减少。Western blotting结果表明，PEMF降低了MI炎症环境中iNOS的表达。ELISA结果提示PEMF组小鼠血清中TNF-α浓度低于对照组。

研究团队进一步利用猪建立MI模型，旨在明确PEMF治疗IHD临床转化的潜力。心脏超声结果显示，PEMF组MI猪的LVEF和LVFS在28 天时均有改善，心脏磁共振评估猪心功能时获得了类似结果。同时，研究团队利用心脏磁共振的LGE序列分析猪MI后梗死区域的变化，发现PEMF组的梗死面积显著小于对照组。病理学检测进一步支持PEMF疗效。HE染色显示，MI组心肌组织的边缘区结构紊乱，而PEMF组观察到的结构清晰有序。通过WGA染色评估心肌细胞大小，发现PEMF改善了边缘区处的心肌肥厚情况。Masson和天狼星红染色结果还显示，PEMF显著减少了边缘区纤维化的发生。

在机制探索方面，利用猪心肌组织mRNA-seq证实了两组之间炎症和纤维化的差异。KEGG富集提示TLR和TGF-β信号通路发生了改变。令人兴奋的是，研究团队发现，PEMF干预后，猪和/或小鼠梗死边缘区TLR4/MyD88/NF-κB和 TGF-β1/SMAD3信号通路蛋白表达水平改变。Rescue实验进一步验证了PEMF分别通过这两条信号通路发挥抗炎及抗纤维化的作用。

本研究表明PEMF治疗可以改善MI后小鼠和猪的心功能，减少瘢痕形成。PEMF治疗MI的作用部分是通过减少炎症反应、提高细胞存活率以及减少胶原分泌。PEMF的作用机制与抑制TLR4/MyD88/NF-κB和TGF-β1/SMAD3信号通路有关。研究中使用的PEMF设备是全身干预，但并未观察到PEMF引起的不良事件或生化指标的变化。因此，PEMF治疗作为一种无创的物理治疗方式在治疗IHD相关疾病中具有重要的应用前景。

该研究得到了心脏大血管外科在猪心梗造模以及国家老年疾病临床研究中心在机制研究方面的大力支持。康复医学中心博士后/助理研究员王世琦、博士研究生裴改琴、心脏大血管外科博士后/助理研究员沈嘉渝为共同第一作者，康复医学中心魏全教授、心脏大血管外科郭应强教授、国家老年疾病临床医学研究中心付琛颖副研究员为共同通讯作者，我院为第一作者单位。该研究同时得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金创新群体、四川大学中青年科技领军人才培育项目、中国博士后科学基金以及我院“1·3·5工程”交叉学科创新项目等基金项目的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123225002632?via%3Dihub