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研究显示纤毛在心血管功能和遗传疾病中的作用

加利福尼亚州奥兰治-查普曼大学(Chapman University)的研究提供了新的洞察力,使人们了解睫状膜中关键蛋白的特性,这些蛋白在人类遗传疾病和心血管功能中起着至关重要的作用。

最近,初级纤毛是存在于体内几乎每种细胞类型表面的细胞器,已显示具有膜肿胀。这被称为睫状鳞茎,其结构和生理相关性仍然未知。

Ashraf Mohieldin博士是查普曼大学药学院的博士后研究员,也是该研究的主要研究员,他带领一个小组检查并分析了原发性纤毛的结构,以更好地理解睫毛球及其意义。他们使用单细胞,单纤毛成像技术和蛋白质组学鉴定,发现睫状灯泡具有类似细胞外囊泡(EV)的特征。

已知细胞外囊泡促进心血管细胞内的信息。Mohieldin的研究小组发现,睫状细胞外样囊泡(cELV)与EV具有相似性,并且它在睫状信号传导,细胞功能和维持心血管稳态方面起着特定作用。初级纤毛膜含有这些感觉蛋白,可检测其他细胞和附近环境中的信号。作为调节必要的信号通路的细胞区室,蛋白质的信号检测可激活细胞的反应和行为。通过对172种cELV蛋白的数据库进行评估,研究人员还发现cELV具有独特而动态的运动,并具有通过机械流体力释放的能力。

原发性纤毛的缺陷与广泛的遗传疾病有关,称为纤毛病,其中包括乔伯特综合症,巴德特-比德尔综合症,多囊肾病和梅克尔-格鲁伯综合症。脊髓型颈椎病通常是慢性致残性疾病,危及生命,会影响多个器官系统。

Mohieldin说:“我们的发现首次揭示了与纤毛病有关的关键纤毛蛋白。”“我们希望我们的研究能够振兴我们对人类遗传疾病调查的理解和当前的方法。”

为了筛选异常的cELV功能及其在心血管系统中的作用,Mohieldin博士的实验室与斑马鱼和小鼠合作。研究人员观察到斑马鱼的随机心脏循环,脑积水和肾囊性肾脏疾病。此外,他们研究了斑马鱼和小鼠的补偿心脏收缩力,以验证和比较数据。通过这种方法,他们看到低水平的cELV循环导致低血压,并伴有心脏功能补偿,左心室肥大,心脏纤维化和心律失常特征,从而导致小鼠高死亡率。此外,缺乏cELV的小鼠的总射血分数,中风量和心输出量显着降低。在此之前,以前没有研究发现cELV在斑马鱼和小鼠模型中的生理作用。

鉴于发现了cELV与纤毛病和心血管功能之间的紧密联系,希望将来的研究将集中在这些蛋白质上,以帮助辨别与纤毛功能障碍相关的疾病的可行疗法。

Mohieldin说:“靶向这些蛋白质可以帮助科学家清楚地了解这些疾病的机制,并最终为治疗纤毛虫病提供潜在的途径。”

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