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武汉大学揭示心肌肥厚的早期发病机制

更新时间:2016-11-03 16:21   浏览: 次  作者:rayman    文章来源:原创

        心脏长期遭受过重的压力负荷容易产生一种缓慢但有效的代偿性改变,即心肌肥厚。此外,心肌损伤、血管病变等因素也可诱发心肌肥厚。心肌细胞这种代偿功能的不利之处在于冠状动脉的供血量往往不能满足肥大心肌的需求量,导致心肌缺血,最终使得心肌收缩力减退。如不能在发病早期阶段对其进行干预,将会导致不可逆转地诱发心肌细胞死亡、心肌纤维化等病理变化,最终导致心脏功能紊乱、心力衰竭及心源性猝死。

        目前对心肌肥厚发病早期的分子机制研究相对较少,且临床上尚无治疗心肌肥厚的有效药物。近期,武汉大学的研究人员首次揭示了长链非编码RNA Chaer(Cardiac hypertrophy associated epigenetics regulator)参与心肌肥厚的早期分子机制,为理解心肌肥厚的发病机理提供了新视角,并有望为临床预防、诊断及治疗提供新的突破口。相关的研究发表在《Nature Medicine》上。
        研究人员首先通过前期的基因芯片发现了Chaer在心肌肥厚中的异常表达,并确定了其亚细胞定位在细胞核内。随后通过CRISPR–Cas9技术构建了Chaer基因缺失型小鼠,发现Chaer缺失后的小鼠能够显著抑制因主动脉狭窄手术诱导的心肌细胞肥厚,并能减少纤维化心肌重构,从而改善了心脏泵血功能。

        通过进一步的分子研究,发现cis调控临近基因表达时并不能调控Chaer基因的表达;而是通过一段结构独特的66-mer序列特异性结合多梳抑制复合体2(polycombrepressive complex2,PRC2)后来诱导Chaer基因的表达。Chaer结合PRC2后,可调节H3组蛋白27位赖氨酸三甲基化(H3K27me3),使其甲基化水平达到影响病理靶点基因表达的功能。在肥厚性刺激处理的初期,Chaer-PRC2的相互作用会瞬时性增强,而该过程又受到雷帕霉素靶蛋白复合体1(mTORC1)的调控,证明了Chaer是诱发心肌肥厚的早期关键分子开关。最后,研究人员进一步在人源细胞中比较Chaer的作用,研究结果与小鼠体内观察到的一致。
        该研究揭示了长链非编码RNA Chaer参与心肌肥厚的早期分子机制,为临床预防、诊断和治疗心肌肥厚提供了新的靶标。


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