研究人员发现，患病的心肌细胞端粒异常缩短

根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究，患有心肌病的人负责收缩的心肌细胞端粒异常短。

一个端粒是一种DNA序列，在染色体末端起到保护帽的作用。

这一发现与之前的一项研究相吻合，该研究表明，患有杜氏肌营养不良症(一种遗传性肌肉萎缩疾病)的人，他们的染色体端粒也很短心肌细胞，或心肌细胞。这些病人往往死于早逝心脏衰竭．

虽然目前还不清楚端粒发育不良是直接影响心肌细胞的功能还是由于心虽然失败了，但这一发现为一系列有趣的研究和药物发现打开了大门。也许有一天，它还能让研究人员和临床医生识别出有因心肌病导致心力衰竭风险的人。

“心肌细胞端粒缩短似乎是由遗传缺陷引起的心力衰竭的可靠标志，而且它是非常特定的细胞微生物学和免疫学教授、斯坦福心血管研究所成员海伦·布劳博士说:“它们需要缺少的收缩蛋白，如营养不良蛋白、肌钙蛋白T或肌球蛋白重链等。”

布劳，唐纳德·e·和迪莉娅·b·巴克斯特基金会教授，巴克斯特干细胞生物学实验室主任，是这项研究的资深作者，该研究将于8月27日在美国医学杂志上在线发表美国国家科学院院刊．Alex Chang博士，心血管医学、微生物学和免疫学讲师，是本研究的主要作者。

随着细胞分裂而缩短

在大多数细胞中，每次细胞分裂时，端粒都会自然地缩短。但是心肌细胞分裂并不频繁，它们的端粒长度在人的一生中保持相对稳定。

在人类中，杜氏肌营养不良症是由肌营养不良蛋白基因突变引起的，其特征是进行性肌肉无力，最终因心脏并发症死亡。在早期的工作中，布劳和她的同事观察到，尽管有相应的肌萎缩蛋白突变的小鼠表现出肌肉萎缩的症状，但它们的心脏功能正常。研究人员意识到人类和小鼠之间的一个关键区别是每个物种的端粒长度:人类的端粒相对较短，在5-15千碱基，但小鼠的端粒接近40千碱基。当研究人员在小鼠中引入第二种突变时，减少了端粒长度为了更接近人类，这些动物开始表现出这种疾病的典型症状，包括心力衰竭。

布劳实验室随后的一项研究发现，在小鼠体内，端粒缩短引发了dna损伤反应，损害了细胞能量生成器(或线粒体)的功能。结果，心肌细胞无法有效地将血液泵到全身。

“因为我们在之前的一项研究中发现，死于杜氏肌营养不良症的男孩的心肌细胞的端粒比没有这种疾病的人的端粒短了大约50%，”布劳说，“我们想知道，患有其他遗传性心脏病的人，如心肌病，是否也可能有端粒异常缩短的心肌细胞。”布劳和张与斯坦福心血管研究所的其他几位成员合作研究了这个问题。

心肌病是一种心脏异常大、增厚或僵硬的疾病。这会影响它有效泵血的能力。全世界每500- 2500人中就有一人受到影响，心肌病是心脏移植的主要原因。扩张型心肌病发生在左心室扩张时，而肥厚型心肌病则是由心肌增厚引起的。

Chang将11名因基因突变而患有扩张性或肥厚性心肌病的患者的心肌细胞的端粒长度与9名死于与心脏病无关的原因的患者进行了比较。他发现，来自心肌病患者的端粒比对照组的端粒短25- 40%。相比之下，两组之间不跳动的心脏血管细胞的端粒长度没有显著变化。

Chang在诱导多能干细胞产生的心肌细胞中看到了类似的结果:来自心肌病患者的心肌细胞的端粒明显短于来自未受影响的亲属的心肌细胞。

“在20天内，我们可以看到实验室培养的患病患者心肌细胞的端粒缩短，这表明这是细胞固有的特性，”布劳说。

利用iPS细胞技术产生受影响的能力心肌细胞研究人员认为，这也意味着有可能快速、容易地测试干扰端粒缩短的化合物或药物，从而找到消除人类疾病的药物。

布劳说:“现在我们可以在实验室里实时研究这一现象，并开始询问因果关系。”“例如，我们想知道这种缩短是如何影响DNA损伤反应、线粒体功能障碍和细胞死亡途径的。它开辟了一条全新的调查路线。”

---

---