研究确定了儿童心力衰竭的新原因

为了确定导致儿童心力衰竭的罕见病症背后的原因，马里兰大学医学院 (UMSOM) 的研究人员发现了导致婴儿患者心力衰竭的新基因突变。然后他们能够了解这种突变是如何起作用的，并使用一种药物来逆转它对来自患者干细胞的心肌细胞的影响。

4 月下旬发表在Circulation上的研究结果 表明， 可以开发治疗方法来控制这种情况，而不是需要心脏移植，这是儿童这种情况的标准治疗方法。

“虽然已经对成人心力衰竭进行了大量研究，但仍有很多关于婴儿心力衰竭的遗传原因有待了解，”医学博士、医学博士、医学博士 Melvin Sharoky 医学博士和生理学教授Charles “Chaz” Hong说， UMSOM 心脏病学研究主任和心血管医学联席主任。“我们发现的基因突变与婴儿小头畸形有关，但尚未与人类心脏病有关。”

婴儿扩张型心肌病是心力衰竭的常见原因——约占小儿心力衰竭病例的一半——其病因通常是未知的。虽然相对罕见，大约每 200,000 个新生儿中就有一个发生，但患有这种疾病的婴儿的心脏无法有效收缩，因此他们无法泵出应有的血液。

洪博士和他的同事们发现的这种基因突变通常会产生一种在细胞结构中发现的蛋白质，即中心体，它的功能是细胞骨架的系链，最出名的是它在细胞分裂过程中的作用。

研究人员推测，如果没有这种蛋白质，心脏中的肌肉细胞就无法整齐地组织起来，也无法收缩，进而影响心脏的泵血。

“我们最初认为我们的发现是假象，认为细胞分裂机制与这种心肌功能障碍有关，”Hong 博士说。“我们认为，一旦心脏细胞成熟，这种细胞分裂机制就会完全消失，但事实证明，它会移动到细​​胞中的新位置，并在心肌功能中发挥新的作用。”

为了识别这种导致婴儿心力衰竭的基因突变，研究人员从患者患病的心脏中取出了心脏细胞样本，该样本在移植过程中被移除。然后他们将这种心脏组织转化为干细胞，这样他们就可以培养更多的细胞并在实验室中进行研究。他们确定该患者的一个基因有两种不同的突变，一种来自父母双方，通常编码 Rotatin 蛋白。

当研究人员随后进行一项实验，从斑马鱼心脏中去除这种相同的蛋白质时，这些心脏出现了心力衰竭的迹象。研究人员还观察了缺少 Rotatin 的果蝇心脏，发现这些心脏中的肌肉细胞杂乱无章，无法正常收缩，类似于患有这种疾病的婴儿心脏中发生的情况。

“这是已知的第一种人类疾病，它是由破坏通常在出生后不久发生的中心体结构转变引起的，”Matthew Miyamoto 说，他是该项目的第一位合著者，当时他是一名医学博士的二年级新生。 . 洪的实验室。然后，研究人员使用已知可组织中心体的药物 C19 来发育来自婴儿扩张型心肌病患者的心肌细胞。该药物恢复了在培养皿中由患者的干细胞培养的正在发育的心肌细胞的组织结构及其收缩能力。

“因为中心体在心肌发育中起着如此重要的作用，特别是细胞复制、结构和功能，所以更好地理解这种组织特异性程序化过程将与未来的心脏再生治疗工作高度相关，”UMSOM 院长 Mark T 说 。 . Gladwin, MD，同时也是马里兰大学巴尔的摩分校 (UMB) 的医学事务副校长，以及 John Z. and Akiko K. Bowers 特聘教授。

洪博士补充说：“只有通过心脏病专家、医学生实习生和实验室研究人员之间的合作，才能实现这一生物医学发现，我们希望有一天能将其转化为对患有这种疾病的儿童的医学治疗。”

国立卫生研究院下属国家心肺血液研究所 (NHLBI) 心血管科学部心力衰竭和心律失常分部的医务人员 Patrice Desvigne-Nickens 医学博士对此表示同意。“这项研究对理解婴儿扩张型心肌病的生物学基础及其与心力衰竭的关系做出了重要贡献，”她说。“我们期待未来的研究来澄清和证实这些发现，以努力改善心力衰竭的结果。”

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