Dev Cell: 研究揭示与先天性心脏病有关的基因网络
来源：本站原创 2020-12-18 02:32
在美国，超过200万的婴儿，儿童和成人患有先天性心脏病。现在，格拉德斯通研究所和加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员已经开始深入了解广泛的基因和蛋白质网络如何在先天性心脏病的发挥作用。
2020年12月18日讯/生物谷BIOON/---在美国，超过200万的婴儿，儿童和成人患有先天性心脏病。现在，格拉德斯通研究所和加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员已经开始深入了解广泛的基因和蛋白质网络如何在先天性心脏病的发挥作用。
格拉德斯通心血管病研究所所长，这项新研究的资深作者Benoit Bruneau说：“我们现在对在某些先天性心脏病中不适当地使用的基因有了更好的了解。这可能有助于我们掌握如何调节遗传网络来预防或治疗该疾病。”
（图片来源：Www.pixabay.com）
先天性心脏病涵盖各种心脏缺陷，从无症状的轻度结构性问题到破坏或阻碍血液通过心脏的正常流动的严重畸形。少数基因突变与先天性心脏病有关，其中第一个被发现的基因是TBX5。 TBX5蛋白是一种转录因子-它控制数十种其他基因的表达。
Bruneau在过去的20年中一直在研究TBX5突变对发育中的心脏细胞的影响，主要是在小鼠中进行研究。在《Developmental Cell》上发表的新研究中，他和他的同事们转向人类细胞，使用新颖的方法来追踪TBX5突变时单个细胞中发生的情况。
从人类诱导的多能干细胞（iPS细胞）开始，研究小组使用CRISPR-Cas9基因编辑技术使细胞中的TBX5突变，并开始诱使iPS细胞成为心脏细胞。随着细胞变得更像心脏细胞，研究人员使用了一种称为单细胞RNA测序的方法来追踪TBX5突变如何改变成千上万个个体细胞中哪些基因被打开和关闭。
该实验揭示了许多在TBX5突变的细胞中以较高或较低水平表达的基因。重要的是，并非所有细胞都以相同的方式响应TBX5突变。其中一些基因表达发生了巨大变化，而另一些则受影响较小。研究人员说，这种多样性反映出心脏由许多不同的细胞类型组成的事实。
“有意义的是，某些疾病比其他疾病受到的影响更大，但这是人类细胞中首次显示出这种多样性的实验数据。”Bruneau的团队与计算研究人员合作，分析了受影响的基因和蛋白质如何相互关联。新数据使他们勾勒出一个复杂且相互连接的分子网络，这些分子在心脏发育过程中协同工作。
“我们不仅提供了与先天性心脏病有关的基因清单，而且还提供了有关这些基因之间如何关联的背景信息，”研究发现，其中一些基因直接受TBX5作为转录因子的功能调控，而另一些则受不太直接的影响。此外，许多改变的基因与先天性心脏病患者的心功能有关，因为它们控制着心脏的节律和放松，并且此前研究发现这些基因中的缺陷会导致心脏结构缺陷。（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：Study reveals networks of genes involved in congenital heart disease
原始出处：Developmental Cell (2020). DOI: 10.1016/j.devcel.2020.11.020 , www.cell.com/developmental-cel … 1534-5807(20)30929-1
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