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PNAS:患病心脏中的心肌细胞端粒较短

来源:本站原创 2018-08-30 09:38

2018年8月30日 讯 /生物谷BIOON/ --根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究,一类患有叫做“心肌病”的心脏病患者心肌细胞中的端粒异常短。端粒是一种DNA序列,可作为染色体末端的保护帽。

这一发现与之前的一项研究相吻合,该研究表明患有杜氏肌营养不良症(一种遗传性肌肉萎缩疾病)的人在其心肌细胞端粒较短,这些患者通常因心力衰竭而过早地死亡。


(图片来源:www.pixabay.com)

虽然目前还不知道发育不良的端粒是直接影响心肌细胞的功能,还是由于心力衰竭而产生间接效应,但这一研究结果为一系列有趣的研究和药物发现打开了大门。也可能有一天,研究人员和临床医生可以识别因心肌病而有心力衰竭风险的人。

“心肌细胞中端粒的缩短似乎是由于遗传缺陷引起的心脏衰竭的可靠标志,”斯坦福大学心血管研究所成员,微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说道。

相关结果于8月27日在线发表在《PNAS》杂志上。该文章的是第一作者是心血管医学,微生物学和免疫学的讲师Alex Chang博士。

细胞分裂导致端粒缩短

在大多数细胞中,端粒在每次细胞分裂时自然会缩短。但是,心肌细胞很少分裂,因此它们的端粒长度在一生中保持相对稳定。

在人类中,由肌营养不良蛋白相关基因突变引起的杜氏肌营养不良症的特征在于进行性肌肉无力和心脏并发症,最终导致死亡。在早期的工作中,作者等人观察到,尽管肌营养不良蛋白中具有相应突变的小鼠表现出肌肉萎缩症状,但他们的心脏功能正常。研究人员意识到,人类与小鼠之间的关键区别在于每个物种的端粒长度:人类端粒相对较短,为5000-15000碱基,但小鼠的端粒接近40000碱基。当研究人员在小鼠中引入第二个突变,使端粒长度更接近人类时,动物开始显示疾病的典型症状,包括心力衰竭。

随后的一项研究发现,在小鼠中,端粒缩短引发了DNA损伤反应,损害了线粒体的功能。结果,心肌细胞不能有效地将血液泵送到全身。

“因为我们在之前的研究中发现,死于杜氏肌营养不良症的男孩的心肌细胞的端粒比没有这种疾病的人的端粒缩短了约50%,”作者说到:“我们想知道是否患有其他遗传性心脏病的人,如心肌病等在内,也可能出现心肌细胞端粒异常缩短的症状。“

在这项研究中,Chang比较了11例由于基因突变引起的扩张型或肥厚型心肌病患者的心肌细胞端粒长度,其中9例死于与心脏病无关的原因。他发现来自心肌病患者的端粒比对照组的端粒短约25-40%。Chang在诱导多能干细胞产生的心肌细胞中观察到类似的结果:心肌病患者的端粒显着短于未受影响的亲属的端粒。

研究人员认为,使用iPS技术制备心肌细胞受影响的模型,意味着应该可以快速,轻松地检测干扰端粒缩短的化合物或药物,以期找到消除人类疾病的药物。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Diseased heart muscle cells have abnormally shortened telomeres

原始出处:Alex C. Y. Chang et al. Telomere shortening is a hallmark of genetic cardiomyopathies. PNAS, 2018 DOI: 10.1073/pnas.1714538115

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