Более двух миллионов младенцев, детей и взрослых в Соединенных Штатах живут с врожденными пороками сердца — целым рядом врожденных дефектов, влияющих на структуру или функцию сердца. Теперь исследователи из институтов Гладстона и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) попытались понять, как широкая сеть генов и белков дает сбой при некоторых врожденных пороках сердца.
«Теперь у нас есть лучшее понимание того, какие гены неправильно задействованы в некоторых случаях врожденных пороков сердца», — говорит Бенуа Бруно, доктор философии, директор Института сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона и старший автор нового исследования. «В конце концов, это может помочь нам разобраться в том, как модулировать генетические сети для предотвращения или лечения болезни».
Врожденные пороки сердца включают в себя широкий спектр пороков сердца, начиная от легких структурных проблем, не вызывающих симптомов, до серьезных пороков развития, которые нарушают или блокируют нормальный кровоток через сердце. Некоторые генетические мутации способствуют возникновению врожденных пороков сердца; первым был идентифицирован ген, известный как TBX5. Корь Белок TBX5 — это фактор транскрипции — он контролирует экспрессию десятков других генов, давая ему далеко идущие последствия.
Бруно провел последние 20 лет, изучая влияние мутаций TBX5 на развивающиеся клетки сердца , в основном проводя исследования на мышах. В новом исследовании, опубликованном в Developmental Cell , он и его коллеги вместо этого обратились к клеткам человека , используя новые подходы, чтобы проследить, что происходит в отдельных клетках при мутации TBX5.
«Это действительно первый раз, когда мы смогли изучить эту генетическую мутацию в контексте человека», — говорит Бруно, который также является профессором кафедры педиатрии в UCSF. «Мышиное сердце — хороший пример человеческого сердца, но это не совсем то же самое, поэтому важно иметь возможность проводить эти эксперименты на человеческих клетках ».
Ученые начали с индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), которые были перепрограммированы до состояния, аналогичного эмбриону, что дало им, как и эмбриональным стволовым клеткам, способность становиться почти всеми типами клеток в организме.
Затем группа Бруно использовала технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 для мутации TBX5 в клетках и начала уговаривать iPS-клетки стать клетками сердца. Поскольку клетки стали больше похожи на клетки сердца, исследователи использовали метод, называемый секвенированием одноклеточной РНК, чтобы отследить, как мутация TBX5 изменила, какие гены были включены и выключены в десятках тысяч отдельных клеток.
Загрузка...
