大膽嘗試！科學家們利用光合細菌為心臟提供氧氣

細長聚球藻位於心肌細胞周圍

當突發心臟病時，心臟組織會因為血液供給不足而缺氧，這會導致心肌細胞不可逆轉的受損、死亡。科學家們一直認為，如果能夠在冠狀動脈搭橋手術之前，為心肌細胞緊急提供氧氣， 那麼就可以避免一些永久性傷害，從而保護心臟功能。

現在，來自於斯坦福大學的的研究團隊在大鼠模型上證實了這一理論的可行性。他們選取一種能夠在光照下釋放氧氣的光合細菌（Photosynthetic Bacteria），將它們注入大鼠心臟組織，證實這些微生物確實會向心臟組織提供氧氣。

如何向心臟組織提供氧氣？植物 or 細菌

斯坦福大學的心胸外科醫生Joseph Woo認為缺血性心臟最大的問題在於缺氧，如何解決這一問題呢？Joseph Woo將目光鎖定在植物上，並為此進行了多種看似異想天開的嘗試。

他們從甘藍、菠菜中提取葉綠體，並將它們注入心臟組織中。但是試驗結果均不盡如人意。「我們發現，脫離植物細胞的葉綠體很不穩定」 Joseph Woo表示。

放棄植物這條思路後，Joseph Woo和團隊又開始摸索光合細菌。他們選中細長聚球藻（Synechococcus elongatus），一種能夠像植物那樣進行光合作用的細菌，它們可以利用光能將二氧化碳、水轉化成氧氣。

當細菌與心臟細胞在同一個培養皿中時，研究人員發現在光照作用下細菌會釋放氧氣，確保心臟細胞的存活。

動物試驗

這些特殊的微生物是否可以提高氧氣給活體動物的心臟組織呢？研究團隊以大鼠為模型，將細菌注入心臟組織，並通過打開胸腔、封鎖主要供血動脈模擬心臟病突發的緊急情況。

結果發現，光照下處理10分鐘，心臟組織的含氧量就增加了約25倍。45分鐘後，心臟收縮能力有所改善。相比於沒有細菌感染的心臟組織，細菌光合作用下的心臟組織血流量增加60%。黑暗情況下，小鼠心臟組織的血流量也會增加30%。

更重要的是，研究團隊分析了大鼠模型的血液樣本，並沒有發現細菌引發毒副作用或者免疫反應的證據。但是，細菌是否會傷害人體？還不清楚。

距離臨床還有很多挑戰

這一策略能夠保護嚙齒動物的心臟功能，但是它距離真正用於臨床治療還面臨著很大的挑戰和困難，例如相比於大鼠，人類的心肌組織更厚，產氧光合細菌很可能難以穿透。而且，細菌的安全性無法保證，人類免疫系統比我們想像得要複雜。

紐約市西奈山醫院的心臟病學專家Hina Chaudhry評論這一研究時表示：「這是一個令人著迷、興奮的方法。但是從小鼠到人類，還任重道遠。」

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