临床医生和科学家长期以来一直观察到，压力过大的心脏中的细胞具有高水平的单糖O-GlcNAc，可修饰细胞内数千种蛋白质。现在，约翰霍普金斯大学医学院的研究人员在小鼠实验中发现了证据，这些过量的糖很可能是原因，而不仅仅是心力衰竭的结果或标志。
他们的研究发现，升高水平的O-GlcNAc使小鼠更容易出现心力衰竭，但是降低水平的O-GlcNAc可将动物的死亡和心脏功能恢复正常。研究人员说，这些新发现共同在4月27日的《循环》杂志上在线描述，可以为预防或阻止人类心力衰竭的治疗方法提供潜在的新分子靶标。
根据疾病控制与预防中心的数据，估计有620万美国人患有心力衰竭，这是一种心脏不断挣扎并最终无法抽出足够的血液和氧气来支撑人体器官的疾病。据估计，这种疾病使美国在住院，治疗和生产力损失方面的损失估计为307亿美元。包括高血压，糖尿病和肥胖症在内的其他疾病也会导致心力衰竭。
“心力衰竭是世界范围内的一个巨大问题，我们的实验表明，通过控制O-GlcNAc的水平，我们也许可以朝正确的方向移动治疗针，”约翰斯大学医学助理教授Priya Umapathi医学博士说。霍普金斯大学医学院和该论文的第一作者。
可以通过添加小的化学基团来修饰活细胞中的蛋白质，这些化学基团诱使蛋白质改变其形状或功能。在那些修饰中是O-GlcNAcylation，糖分子O-GlcNAc(O-连接的N-乙酰基葡糖胺)的添加。修饰受到另外两个分子的控制：O-GlcNAc转移酶(OGT)，一种将糖加到蛋白质上的酶，以及O-GlcNAcase(OGA)，一种促进将其去除的酶。
研究人员早就知道，心力衰竭患者细胞中的蛋白质比平时具有更多的O-GlcNAc。但是尚不清楚糖水平的升高是否是心力衰竭的原因或后果，还是人体试图阻止心力衰竭的尝试。
Umapathi说：“关于心脏中的O-GlcNAc是好事还是坏事一直存在争议。”
在这项新工作中，Umapathi和她的同事对小鼠进行了基因工程改造，使小鼠心肌细胞中的OGT或OGA含量高于正常水平。OGT高的动物-因此这些细胞中的O-GlcNAc更多-发生严重的心力衰竭。仅仅6周大的时候，他们的心脏开始变弱，抽血更少。到25周龄时，所有高OGT的小鼠中有一半以上死亡，而没有OGT正常水平的对照动物死亡。
Umapathi说：“这些小鼠发展出了惊人的心力衰竭。”“与许多心肌病患者相似，小鼠发展为心脏扩大，电节律异常并很快死亡。”
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