病人来源的心脏细胞在体外模拟疾病

病人来源的心脏细胞在体外模拟疾病
图1等基因iPS细胞来源的心肌细胞收缩力降低,桥粒组装受损。(CC BY,©2022 Hiroyuki Inoue等人,使用等基因iPS细胞来源的心肌细胞,模拟由于顶嗜血色素-2缺乏导致的收缩性降低和桥粒组装受损。信贷:干细胞报告

你如何修补一颗破碎的心?来自日本的研究人员表示,在某些情况下,基因替代疗法可能会奏效。

在一月份发表的一项研究中干细胞报告最近,大阪大学的研究人员报告说,一名患有遗传性心脏病的心律失常性心肌病患者的心脏细胞在实验室中生长时不能正确地收缩,而取代这种细胞可能会导致心脏细胞的萎缩负责此效果的修复此缺陷。

心律失常性心肌病的发生是由于与桥粒有关的基因突变,桥粒在细胞之间形成“焊接”,帮助它们以协调的方式交流和移动。其中一个基因PKP2编码一种被称为嗜血小板蛋白2的蛋白质,这种蛋白质对维持心脏细胞结构至关重要。

该研究的主要作者Hiroyuki Inoue说:“以前在心肌细胞中进行的研究表明,PKP2的突变在心律失常性心肌病中起着病理作用。”“然而,这些实验中使用的细胞来自健康个体,没有对其收缩功能进行评估。”

为了研究从患者身上提取的细胞在实验室中的表现,研究人员首先进行了一项实验从一个年轻的心律失常性心肌病患者,诱发了一些成为,然后将这些干细胞分化为心脏细胞。然后他们修改了这批原始的进入三种不同的细胞系,根据存在多少突变或完整的基因副本,精确调整PKP2的表达。

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图2 DSG2的荧光标记捕获了桥粒动力学。(CC BY,©2022 Hiroyuki Inoue等人,使用等基因iPS细胞来源的心肌细胞,模拟由于顶嗜血色素-2缺乏导致的收缩性降低和桥粒组装受损。信贷:干细胞报告

资深作者Shuichiro Higo解释说:“由于嗜血小板蛋白-2缺乏,具有两个PKP2突变副本的细胞明显表现出收缩性降低和桥粒组装受损。”“这些影响也在只有一个PKP2突变副本,尽管它们不那么严重。”

用完整的基因拷贝替换突变的PKP2修复了细胞收缩和桥粒组装中的缺陷,研究人员能够使用延时方法和荧光标记的桥粒观察到这一点。

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图3 PKP2基因的传递恢复了收缩能力和桥粒组装。(CC-BY,©2022 Hiroyuki Inoue等人,使用等基因iPS细胞来源的心肌细胞,模拟由于顶嗜血色素-2缺乏导致的收缩性降低和桥粒组装受损。信贷:干细胞报告

Higo说:“这些发现表明,我们的心肌细胞细胞系概括了心律失常性心肌病的病理,并为开发这种疾病的基于基因的治疗方法提供了一个快速和方便的平台。”

鉴于PKP2是最常见的与心律失常性心肌病相关的基因,PKP2突变可以导致严重的疾病,新的治疗方法可以帮助阻止疾病的进展。这项研究的结果表明,基因替代疗法可能是治疗这种疾病的一种有价值的方法本研究创建了一个可行的模型,以测试心律失常性心肌病的新疗法。

更多信息:Hiroyuki Inoue等人,利用等基因iPS细胞来源的心肌细胞模拟嗜血小板蛋白2缺乏引起的收缩性降低和桥粒组装受损,干细胞报告(2022)。DOI: 10.1016 / j.stemcr.2021.12.016

期刊信息: 干细胞报告

所提供的大阪大学
引用:患者来源的心脏细胞体外模拟疾病(2022,1月24日)检索于2023年4月6日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-01-patient-derived-heart-cells-mimic-disease.html
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