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发布于2022年8月1日下午4点
世界上大约有1%的人口出生时患有先天性心脏缺陷，美国每年大约有4万名新生儿患有先天性心脏缺陷，但这些特殊的出生缺陷是如何产生的在很大程度上是未知的。
为了更多地了解心脏是如何发育的，马里兰大学医学院(UMSOM)的研究人员已经确定，心脏内膜细胞指导心肌生长，直到心脏达到完全大小。他们还概述了调节这一过程的复杂机制，这一过程需要绕过两组刹车才能使心脏正常发育。
研究人员说发现解释一下在发育过程中可能会导致心脏出生缺陷的问题，也可能有助于开发更好的心脏组织再生技术。
“为了从疾病中康复，你需要弄清楚如何进行心脏再生。在这个时候，没有人可以再生整个心脏，主要是因为他们一直专注于使用心肌来生长更多的心肌细胞，”马里兰大学医学院血管与炎症疾病中心外科助理教授李德强博士说。“我们的研究结果表明，我们可能需要来自心脏的其他细胞，比如心外膜(心脏内膜的细胞)，来给心肌生长提供必要的指令。”
该团队描述的机制发表在6月20日的《科学》杂志上循环研究．
基因调节剂组蛋白去乙酰化酶3(简称HDAC3)已知对心肌细胞的发育很重要，但它是否在心脏内衬的独立细胞层中起特定作用尚不清楚。为了探索HDAC3在心脏发育中的作用，研究人员通过基因工程改造小鼠，使其仅在心脏内膜细胞中缺乏HDAC3。在胎鼠中，他们发现这些心脏内膜中没有HDAC3的心脏心室壁更薄、更致密——基本上，心脏似乎生长得不够。
研究小组确定，没有基因调节剂HDAC3的心脏细胞也会产生更少的两种生长因子，而这些细胞通常会泵出两种生长因子来促进心脏生长，同时也会产生过多的两种microrna。MicroRNAs是一种遗传物质的小片段，它控制着哪些基因被激活并转化为蛋白质。
“很长一段时间以来，我们一直在努力将这一机制的各个部分拼凑在一起。有一天，博士后和主要研究作者Jihyun Jang博士找到我，表达了microrna阻止生长因子产生的双制动机制的绝妙想法，这最终被证明是真的!”李博士说。＂如果没有我们共同作者的宝贵贡献和见解，以及外科和血管与炎症疾病中心的支持，我们不可能完成这项研究。”
另外，他们发现HDAC3关闭了编码这两种microrna的基因，这使得生长因子得以产生，并确保心脏生长到正常大小。
“你可能会问，为什么要使用这样复杂的策略，需要穿越两次双刹车才能让一颗正常的心脏发育?像HDAC3这样的基因调节因子存在于身体的每个细胞中，而microrna也随处可见。这些特殊的监管障碍允许这一过程被专门用于身体的不同部位。当然，这也意味着这些细胞机制可能也适用于其他疾病，比如癌症，”李博士说。“对一些人来说，这种机制和这些发现可能看起来非常详细。如果你想想生活，细节很重要。如果一件小事搞砸了，那么所有事情都会搞砸。”
医学博士、博士、工商管理硕士、马里兰大学医疗事务副校长、马里兰大学医学院John Z.和Akiko K. Bowers杰出教授和院长E. Albert Reece博士说:“我花了大部分职业生涯研究的健康状况之一是结构性出生缺陷背后的机制。像这项研究这样的基础研究对我们了解身体如何正常发育至关重要，这样我们就可以确定疾病中出现的问题，最终有一天，在这种情况下，我们可以找到预防下一代新生儿先天性心脏缺陷的方法。”
其他作者包括:宋光访问博士后，MD, Ph.D;实验室技术员Sarah Pettit;李钦山博士后，医学博士，哲学博士;访问学生宋晓苏，医学博士，博士;以及来自马里兰大学医学院的Sunjay Kaushal博士、医学博士、外科教授;印第安纳大学的蔡晨冷博士。
这项工作得到了美国国家心肺和血液研究所(资助R01HL153406)和马里兰大学医学院外科部门的启动资金的支持
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提供的资料:
这篇文章是由凡妮莎McMains马里兰大学医学院的研究员
