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Cell Rep:果蝇模型揭示“肥大心肌症”关键基因突变导致心脏功能障碍的机制

来源:本站原创 2017-10-11 21:17


2017年10月11日讯 /生物谷BIOON/ --以果蝇为研究对象,来自约翰霍普金斯大学的研究者们发现了一种人类心脏疾病遗传性突变导致心脏增大变厚以及功能衰竭的分子机制。作者们发现这种突变会影响心肌收缩后的放松能力,并且阻止心脏再次充血以及泵血。特别地,研究者们认为这种突变会导致负责心脏肌肉收缩的分子机器僵化,肌肉不再能够完全地收缩与舒张。

由于该蛋白在进化历史中十分保守,因此这一发现能够帮助许多与人类心脏肥大症状有关的疾病的治疗。相关结果发表在最近一期的《Cell Reports》上。


(图片来源:Cammarato Lab)

心肌肥大症,指的是心室增厚的一种症状,患这种疾病的概率大致为1/500。35岁以下的患者往往会出现心跳不规律、心脏衰竭以及猝死等症状。

研究者们关心的这一突变蛋白为ACTC A295S。ACTC是一类alpha心脏肌动蛋白,能够帮助心肌细胞骨架形成有伸缩性的元件。上述突变是蛋白的第295位氨基酸由丝氨酸变为丙氨酸。1999年,来自丹麦的研究者们首次发现了心肌肥大症患者中存在这一突变。
为了研究ACTC A295S会对果蝇的心肌细胞产生怎样的影响,研究者们利用遗传修饰的方法对果蝇心脏中的这一蛋白进行了相应的突变。果蝇的心脏是一个简单的管道,里面充斥着血淋巴液。舒张之后能够将其“泵”出去。研究者们通过视频录制的方式,比较了正常果蝇与突变体果蝇泵血的能力。结果显示,肌动蛋白突变的果蝇心脏的直径与厚度又有着明显的减少,对于一周左右的果蝇来说,正常个体泵血的频率为125nl/分钟,而突变体则仅有75nl/分钟。

进一步,作者发现突变体果蝇心脏细胞中的myosin分子难以与肌动蛋白完全解离,这也许是患心肌肥大症患者泵血能力降低的原因。(生物谷Bioon.com)


原始出处:Meera C. Viswanathan et al. Distortion of the Actin A-Triad Results in Contractile Disinhibition and Cardiomyopathy, Cell Reports (2017). DOI: 10.1016/j.celrep.2017.08.070 

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