研究增进了对心房颤动机制的了解

心房颤动是人类最常见的心律失常。这种情况会增加心力衰竭、中风、痴呆和死亡的风险,目前的治疗方法疗效欠佳,并有副作用。贝勒医学院(Baylor College of Medicine)和德克萨斯心脏研究所(Texas Heart Institute)的研究人员领导的一个研究小组,为了寻找可能导致更好治疗的线索,利用小鼠模型系统研究了增加人类房颤风险的非编码DNA区域是如何作用于诱发房颤的。
该团队在美国国家科学院院刊一种称为Pitx2增强子的非编码DNA区域、Pitx2基因表达与心房颤动之间的功能联系。研究人员发现,远处的Pitx2增强子环起并折叠与Pitx2基因接触,这种相互作用防止了心房纤颤的倾向。
“心房颤动发生在心脏的两个上腔,即心房,与两个下腔,即心室跳动不同步时。不协调的心跳阻止了心脏的有效跳动,从而增加了心脏病的风险心通讯作者James F. Martin博士说,他是贝勒大学再生医学教授和Vivian L. Smith主席,也是德克萨斯心脏研究所心肌细胞再生实验室主任。
房颤有效治疗的需求尚未得到满足,确定潜在治疗策略的一种方法是引导全基因组关联研究(GWAS)来识别与这种情况有关的基因。GWAS鉴定了分子的变化整个基因组;也就是说,在两个蛋白质编码上基因以及它们的非编码调控区。
先前的GWAS研究表明,Pitx2基因是人类基因组中最常见的与心房纤颤相关的基因,该基因产生一种与哺乳动物发育有关的蛋白质。GWAS研究还确定了位于Pitx2基因附近的非编码DNA区域与房颤风险增加密切相关。然而,尚未发现Pitx2基因与非编码区之间的联系。
在目前的研究中,马丁和他的同事开发了一个小鼠模型,以调查非编码DNA区域是否与Pitx2基因有功能联系。
马丁说:“我们知道DNA的线性结构可以循环和折叠,这使得序列上彼此相距很远的区域能够相互联系。”“我们在这里展示了与心房颤动易感性相关的非编码DNA区域的Pitx2基因环。此外,删除被称为Pitx2增强子的非编码DNA区域,导致Pitx2基因表达减少,并使小鼠易患心房颤动。”
“总之,非编码DNA区域与心房有关纤维性颤动风险可以显示针对Pitx2基因的远程调控功能,并以这种方式易患这种疾病,”马丁说。
有趣的是,删除Pitx2增强子降低了Pitx2基因的表达,并增加了乳腺癌的风险心房纤颤只有男性。马丁实验室对研究这种性别差异背后的原因很感兴趣。