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停止信号分子的基因调节活性有助于预防心力衰竭

(宾夕法尼亚州费城)-人的心脏在高需求下工作,不断地将富氧的血液泵入人体。然而,当面对疾病时,满足这种需求可能变得越来越困难和有害。在慢性高血压(美国领先的心血管疾病)的情况下,心脏会持续过度劳累,导致适应不良的生长,并最终导致心肌本身的严重功能障碍。

心脏的异常适应性生长,称为心脏肥大,部分是由G蛋白偶联激酶5(GRK5)的激活引起的。G蛋白偶联激酶5是在心脏细胞中发现的一种信号分子,以前与心力衰竭中的心脏功能恶化有关。坦普尔大学刘易斯·卡兹医学院的研究人员(LKSOM)现在首次在动物中发现,将GRK5排除在心脏细胞核(容纳细胞基因的隔室)之外,可以阻止这种异常的生长过程。

这项新发现于3月30日在线发表在《科学信号》杂志上,为开发基于GRK5的预防心力衰竭的疗法开辟了令人兴奋的途径,这种疾病使心脏不再能够通过身体泵送血液。心力衰竭通常是在心脏补偿了高血压多年后才发展起来的。

“ GRK5充当心脏中的病理基因调节剂,其在心脏细胞核中的活性是导致心力衰竭中心脏肥大的主要因素,” WW史密斯(W Smith)心血管医学主席,教授,教授沃尔特·J·科赫(Walter J. Koch)解释说兼药理学系主任,LKSOM转化医学中心主任以及这项新研究的高级研究员。

GRK5通常挂在细胞膜上。但是在心脏中,响应于肥大性应激,它易位至细胞核,与调节基因的某些因子结合,从而触发组织生长相关蛋白质的产生。

为了评估预防这种GRK5驱动的心脏组织异常生长的可能性,Koch博士的团队开发了一种新型肽分子,该肽分子编码参与核转运的GRK5分子的一部分。该肽名为GRK5nt,可抑制GRK5进入细胞核,从而阻止其生长信号传递能力。

Ryan C. Coleman博士是Koch实验室的前研究生,也是该报告的第一作者,他在体外培养的心脏细胞中对肽进行了初步实验。这些实验表明,该肽的表达减弱了与适应不良应激反应有关的基因的激活。体外研究进一步证实,GRK5nt通过结合并占据称为钙调蛋白(CaM)结构域的GRK5分子的一部分而起作用,否则GRK5依赖该部分进入细胞核。

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