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对一些孩子心脏发育不良的新见解

几乎百分之一的美国婴儿出生时心脏畸形。心脏异常是美国最常见和最致命的出生缺陷类型心脏右侧结构的畸形与主调节基因Nkx2-5的突变有关。

南卡罗来纳医科大学(MUSC)的研究人员在科学报告中报道,Ccdc117是一种在心脏前体细胞中表达的Nkx2-5靶基因,可产生促进细胞快速生长的蛋白质。该蛋白质有助于将线粒体中产生的铁硫化合物转移到负责DNA复制和修复的酶中。当蛋白质不存在时,酶不能合成DNA或解开它来进行修复。

“当我们去除这种蛋白质时,DNA合成率大幅下降,DNA损伤量大幅增加,”MUSC儿科助理教授,医学博士,医学博士Kyu-Ho Lee解释道。和文章的高级作者。“最终的结果是,没有Ccdc117,细胞在分裂的早期阶段就会失速。”

Nkx2-5长期以来一直被认为可以促进前体心脏细胞的生长和分裂,但是,在李的发现之前,研究人员并不知道它是如何做到的。“我们证明了Nkx2-5之间存在联系,Nkx2-5是一种众所周知的先天性心脏病的常见原因,而且这种铁代谢途径也是控制细胞分裂的众所周知的,”Lee解释说。“细胞分裂是发展中的一个重要问题。”

组装铁硫化合物的线粒体曾被认为是细胞的强大动力。现在已知它们在许多生物功能中发挥重要作用,包括DNA修复和复制。

Nkx2-5与铁代谢途径之间的这种联系导致Lee怀疑怀孕母亲的生活方式改变,例如增加运动和改善营养,是否可以减少胎儿心脏畸形的可能性。

运动可以增加线粒体的数量,从而增加改善DNA修复和复制所需的铁 - 硫化合物的组装。

“这是一个意想不到的发现,为我们如何思考先天性心脏病的遗传原因开辟了一条新途径,”Lee说。“这是第一次涉及铁代谢的途径。它提供了控制心脏发育的程序之间的联系,我们知道先天性心脏病是错误的,而日常细胞功能可能受到营养,运动和新陈代谢等因素的影响。 “

目前,母亲的一般健康状况与胎儿心脏畸形风险之间的任何联系仍然是推测性的。一个明确的答案需要进一步研究。在未来的研究中,Lee计划检查这一途径的生物化学,并确定与其相关的先天性心脏病的类型。

“我们的研究结果提供了一种思考与先天性心脏病相关的细胞机制的新方法,”Lee说。“几十年来,铁 - 硫簇一直在研究线粒体。我们现在开始了解它们对一般细胞功能的广泛影响。我们的工作再次强调了这一途径的重要性。”

Lee目前还在研究Ccdc117在胎盘组织中的表达是否在将母体和胎儿循环结合在一起的细胞的生长中发挥作用。他正在探索其缺席或低表达是否与先兆子痫有关,先兆子痫是一种威胁母亲和婴儿的妊娠期高血压疾病。

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