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单基因线粒体心肌症的研究或许有助于我们对线粒体在心脏发育以及心脏疾病中作用的理解。最近,哈佛大学干细胞研究所的Gang
Wang等人将来源于患者的并且经过基因工程修饰的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem
cell,iPSCs)与组织工程联合在一起,阐明了先天性心脏病Barth综合征的病理生理学过程。
Barth综合征是一种由线粒体紊乱引起的心脏疾病,由编码tafazzin (TAZ)的基因突变所引起。 研究人员从两名Barth综合征患者身上取得了皮肤细胞,并通过基因工程的方法使得这些细胞变成了携带患者TAZ突变的干细胞。随后他们在Barth综合征患
者的iPSC细胞衍生的心肌细胞发现了与TAZ突变相关的代谢、结构以及功能异常。他们将这些细胞放在特殊的芯片上进行培养,结果发现这些心肌细胞很少组
合在一起,并且肌小节不正常。此外,来源于Barth患者的芯片上的心脏组织收缩力很弱。基因替换和基因编辑结果证明,TAZ突变对这些表型是必须的。最
后,研究人员发现,TAZ的突变能够导致活性氧的产生显著增加。抑制活性氧的产生能够使这些心肌细胞的代谢以及收缩能力恢复正常。这些数据表明,清除活性
氧可能会对Barth综合征患者有益,当然这还需要在体内进行验证。
这项研究为Barth综合征的病理学过程提供了新的见解,也提示着新的疗法和基于诱导干细胞体外心肌疾病模型的进步。(作者:贺利军)
参考文献:Nature Medicine 2014;20:616-623