Mayo Clinic的研究人員發(fā)現(xiàn):心臟病人中的一個(gè)遺傳突變產(chǎn)生一種異常蛋白,使得心臟不能破譯機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激信號(hào)而導(dǎo)致心力衰竭。
研究人員首次發(fā)現(xiàn)這些突變蛋白不能識(shí)別應(yīng)激警報(bào),結(jié)果是這種缺陷使得心臟不能正確響應(yīng)機(jī)體信號(hào)從而進(jìn)行調(diào)整以應(yīng)對(duì)壓力,導(dǎo)致心肌易受損害。這個(gè)結(jié)果將發(fā)表在Nature Genetics, v. 36; no. 4, April 2004。
研究小組的帶頭人,心臟研究領(lǐng)域的專家Andre Terzic, M.D., Ph.D.將這個(gè)發(fā)現(xiàn)稱為突破性的發(fā)現(xiàn)。由于此前對(duì)健康或者疾病的心臟對(duì)壓力的耐受一無(wú)所知,這個(gè)發(fā)現(xiàn)首次揭示了心力衰竭的關(guān)鍵性分子機(jī)制,揭示了心臟對(duì)壓力變得敏感的原因和過(guò)程,從而將為研究心臟病藥物的開(kāi)發(fā)揭開(kāi)新的里程,隨之可能出現(xiàn)治療心力衰竭的新療法。
研究小組在其他研究人員的合作下,描繪出這個(gè)蛋白的作用模型。
驚人的發(fā)現(xiàn)
這個(gè)研究數(shù)據(jù)源自于Mayo Clinic患有一種嚴(yán)重的心臟病――原發(fā)性擴(kuò)張型心肌病(idiopathic dilated cardiomyopathy)的病人,在壓力或者緊張時(shí)其心臟很容易衰竭。這種心臟病的病因不明,常見(jiàn)的心臟病高風(fēng)險(xiǎn)致病因子例如高血壓、高膽固醇、吸煙、肥胖在這類病人中并不常見(jiàn),所以研究人員認(rèn)為在這個(gè)病人群中可能存在有某種在常規(guī)心臟病病因篩查被遺漏的致病因素,即心臟的應(yīng)激系統(tǒng)功能缺失。
在心臟病病人DNA中尋找線索
研究小組和Mayo Clinic Cardiovascular Genetics Laboratory合作,在病人的許可下對(duì)不明病因的心力衰竭病人的血樣抽取DNA,進(jìn)行大規(guī)模的遺傳篩查。結(jié)果顯示部分病人共同表現(xiàn)為一個(gè)應(yīng)激反應(yīng)型蛋白的基因突變導(dǎo)致功能缺失。發(fā)現(xiàn)這個(gè)突變后,研究人員在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)遺傳重組的方法制備并研究這個(gè)突變基因,他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)突變?cè)斐尚募〖?xì)胞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)―― 一個(gè)稱為ATP敏感的鉀離子通道(ATP-sensitive potassium channel)內(nèi)畸變。
鉀離子通道
健康人心肌的鉀離子通道能維持進(jìn)入心肌的鉀離子和鈣離子的平衡,鈣離子對(duì)于心臟的收縮是必須的,適當(dāng)?shù)拟涬x子濃度能協(xié)助在每一次心跳后的細(xì)胞回復(fù)電位平衡,并限制鈣離子進(jìn)入細(xì)胞。太多的鈣離子會(huì)損害細(xì)胞結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致心力衰竭。新的結(jié)果顯示,ATP敏感的鉀離子通道作為防御的壁壘,如果發(fā)生缺陷就使得心臟不能正確的感知身體的應(yīng)激狀態(tài),從而不能破譯代謝的信號(hào),無(wú)法保持鉀離子流和鈣離子流的平衡。
研究的重大意義
以往的心力衰竭遺傳機(jī)制研究偏重于和心肌收縮舒張機(jī)制中的相關(guān)蛋白功能缺失,而這個(gè)研究的重大意義在于:1是首次將心力衰竭作為在心肌細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng)(stress-management system)中信號(hào)傳導(dǎo)或者信號(hào)通訊過(guò)程中的問(wèn)題來(lái)研究;2是提供了令人信服的證據(jù),證實(shí)壓力信號(hào)的通訊錯(cuò)誤導(dǎo)致心臟受損和易患心力衰竭。
此外研究結(jié)果提示了分子遺傳學(xué)可以成為人類疾病診斷,特別是診斷特定的蛋白功能缺失的強(qiáng)有力的工具。有好幾個(gè)基因和心臟應(yīng)激能力相關(guān),研究人員將進(jìn)一步深化基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的研究從而深入了解它們?cè)谛牧λソ咧邪缪莸慕巧云趯?lái)可以改進(jìn)治療的方法。
研究人員可以將這個(gè)研究模式推廣到其他心力衰竭病人上,尋找其他可能造成關(guān)鍵電位或者機(jī)械反應(yīng)通訊錯(cuò)誤的應(yīng)激蛋白。所有研究的最終目標(biāo)都是建立更好的心臟病治療方案
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