肥厚型血管病 (HCM) 是所有遗传性胸腔病中时会最常见的一种,是引致心源性猝死的主要缘故。它的特点是血管异常增厚,随着等待时间的推移时会引致胸腔功用障碍,并最后引致心气力衰竭。
一篇发表在美国东欧国家瑞典皇家科学院院刊( PNAS ) 上论文描述了一项繁复的长期研究者结果,这项研究者使人们对遗传如何在巨噬细胞高度上发挥作用引致HCM有了新的认识,并为如何预防措施它透过了新的视角。
在这项论文中时会,作者断言说是,现阶段已经注意到了一千多个引致HCM的遗传。其中时会大多数普遍存在于编码肌节酶的基因中时会,肌节酶是是全权负责诱发和调节挤压和放松的血管结构块。大约三分之一的变异坐落 β 血管肌球酶,这是驱动胸腔巨噬细胞挤压的主要酶质。大约三分之一的变异坐落β血管素,即驱动胸腔巨噬细胞挤压的主要酶质。血管以及我们胸部中时会的每一块下肢的挤压是由社会活动酶肌球酶沿着肌动酶分子结构链 "走动 "的操作过程诱发的,这一操作过程被称为横桥循环。在此操作过程中时会,ATP 形式的化学能转化为位能,最后引致胸腔挤压。
在挤压之前,交织在一起的双股肌球酶分子结构的一条股的牛部紧贴着肌动酶分子结构。当被称为生物系统的“热量货币制度”的ATP分子结构与肌球酶牛部结合时,下肢挤压开始。肌球酶牛和附着的ATP随后与肌动酶受控,顺利完成ATP的水解,从而转化为ADP和一个磷酸双键。这一操作过程拘禁出热量,将肌球酶“拉出”为高能平衡状态,并改变肌球酶的外形,使其准备好沿着肌动酶青蛙。此时,磷从肌球酶中时会拘禁出来,使肌球酶推动肌动酶并拘禁磷,这引致肌球酶走到下一条肌动酶链上并挤压下肢。所有这些,涉及数百万牛肌球酶在肌动酶上走动的步骤,需要几微秒才能完成,必须以适当的飞行速度引发,以保持胸腔生活品质。
由于HCM经常出今天有β血管酶变异的病症额头,因此有人假设HCM变异时会引致再一的暴气力事件,最后乏善可陈为对胸腔本身的损害。这项研究者对这一观点进行了验证中举,着重放在单个变异 P710R 上,它相当大地降低了体内社会活动飞行速度——肌球酶马达在肌动酶上走动的飞行速度,而其他MYH7变异则引致了社会活动飞行速度的提高。
该项目的首要研究者缘故是认识与病症胸腔病方面的变异如何在巨噬细胞高度上改变胸腔功用。
该的团队使用 CRISPR 技术通过将 P710R 变异插入其中时会来校对生物诱导的多能干巨噬细胞血管巨噬细胞(全权负责胸腔挤压的巨噬细胞)。这种纯粹的、无变异的巨噬细胞系透过了一个完美的基准,可以与巨噬细胞进行较为,颇为准确地注意到P710R变异的冲击。例如,研究者的团队今天正在测中举完全相同遗传背景下与胸腔病方面的各有不同变异的冲击。
研究者人员表示,可以有 10 个人身份在这种酶质中时会较强完全相同的遗传,他们可能较强各有不同程度的临床意义,因为他们基因组的除此以外是各有不同的;这就是使我们踏入个体的缘故。这些可帮助我们监测遗传的结果是什么。通过较为各有不同变异的冲击,可以开始辨别这些变动如何引致 HCM。它使我们都能仔细观察巨噬细胞如何以及为什么适于以这种方式变异,并获取数据并将其与胸腔壁的厚度和下游引发的所有其他不想联系起来。
这项研究者始于近 15 在此之前,今天,CRISPR技术使研究者人员都能设计出表达与胸腔疾病有关的特定变异的巨噬细胞,然后评估分子结构和功用变动,以考虑到已在HCM病症额头注意到的个别变异的巨噬细胞冲击。这些研究者将从机制上认识个别变异在分子结构高度上如何转化为病症的HCM。
在该项目中时会,一旦引入变异,研究者的团队对巨噬细胞进行检测,使用牵引气力显微镜,这种检测可以同时观察跳动的巨噬细胞和它诱发的气力。他们使用光阱在分子结构高度上对完全相同的变异酶质进行了单独的研究者,在该稻草人中时会,当肌球酶牛沿着肌球酶走动时,强加光压以准确控制夹在贝壳之间的肌球酶 "哑铃 "的位置和精神气力量,从而探测肌球酶的动气力循环。该校准表明,P710R变异降低了肌球酶社会活动的权重和肌球酶与肌动酶受控的电导率。
这些观察结果随后与肌球酶马达如何在巨噬细胞中时会相互作用以诱发气力的计算出来模型进行了较为。结果证实了被称为肌球酶的 "超级放松平衡状态 "的调节的关键作用。正如研究者人员断言的那样,肌球酶牛花费大量等待时间属于超松弛平衡状态,指的是它与肌动酶游离的平衡状态下。任何改变肌球酶马达与肌动酶结合的等待时间或强度的变异或药品都时会改变巨噬细胞气力诱发和改变驱动重塑和土壤或下垂的下游信号暴气力事件。
三维预测 P710R 诱导的 SRX/DRX 切换调幅对于过度挤压至关重要。
本研究者中时会注意到P710R变异时会破坏超放松平衡状态。结果,在携带变异的巨噬细胞中时会,越来越多的肌球酶牛与肌动酶结合,这断言了在这些巨噬细胞中时会观察到的精神气力量提高。
研究者的团队表示,在如此广泛的多学科合作中时会衔接这些实验室和这些技能管理工作,并注意到分子结构探测和计算出来,以及巨噬细胞派生的探测,使其都能进行分子生物学和揭示单个变异,同样测中举特定变异如何引入引致 HCM 的变动,随后可以开始开发设计模型并考虑到下一代药品麻醉药。我们不只是识别病因,而是可以研究者功用障碍的基础机制,然后在它变回疾病之前在巨噬细胞高度上解决这些缘故。
以下内容:
Alison Schroer Vander Roest, Chao Liu, Makenna M. Morck, Kristina Bezold Kooiker, Gwanghyun Jung, Dan Song, Aminah Dawood, Arn Jhingran, Gaspard Pardon, Sara Ranarvaziri, Giovanni Fajardo, Mingming Zhao, Kenneth S. Campbell, Beth L. Pruitt, James A. Spudich, Kathleen M. Ruppel, Daniel Bernstein.Hypertrophic cardiomyopathy β-cardiac myosin mutation (P710R) leads to hypercontractility by disrupting super relaxed state.Proceedings of the National Academy of Sciences Jun 2021, 118 (24) e2025030118; DOI: 10.1073/pnas.2025030118
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