在马里兰大学医学院领导的一项具有里程碑意义的研究中，研究人员首次发现，一种类似于血红蛋白的蛋白质，称为细胞红蛋白，在心脏的发育。具体来说，它影响心脏和其他不对称器官的正确左右模式。今天发表在《自然通讯》杂志上的研究结果Nature Communications，最终可能会导致新的治疗干预措施的开发，以改变导致这些缺陷的过程。
团队利用 CRISPR 基因编辑技术敲除斑马鱼的细胞珠蛋白基因。细胞珠蛋白的缺乏导致胚胎发育出具有镜像心脏的胚胎，这意味着心脏具有相反的左右模式。在人类中，细胞珠蛋白参与涉及一氧化氮的过程，一氧化氮是一种有助于调节流向器官的健康血液的化合物。研究共同资深作者Mark T. Gladwin，医学博士、马里兰大学医学院 John Z. 和 Akiko K. Bowers 杰出教授兼院长巴尔的摩马里兰大学医学事务副校长 20 多年来一直在研究一氧化氮对血管的影响，包括这项最近的研究结果< a i=4>.
“自二十年前发现以来，细胞珠蛋白几乎在所有人体组织中表达，但这种蛋白质的功能机制在很大程度上尚不清楚，” 博士说.格拉德温. “我们知道细胞珠蛋白可以在调节和维持一氧化氮水平方面发挥作用，但我们的新发现表明它可以积极调节一氧化氮的产生以确保适当的纤毛功能，并且它的缺失会导致严重的侧向性器官异常。”
为了进行这项研究，研究小组敲除了斑马鱼中的细胞珠蛋白基因，并惊讶地发现它导致了发育中胚胎器官的结构和位置的巨大缺陷。例如，心脏位于鱼的右侧而不是左侧，并且有一个环向左而不是向右。
“我们发现细胞珠蛋白在称为纤毛的微小毛发状结构的结构和功能中发挥着至关重要的作用，纤毛决定器官的不对称性和正常发育，”研究称资深作者Paola Corti 博士，UMSOM 生物化学和分子生物学助理教授。
这是第一次发现细胞珠蛋白(或任何珠蛋白，如血红蛋白)参与胎儿发育，并且细胞珠蛋白的缺乏可能与出生缺陷有关。这也是第一次将细胞珠蛋白与纤毛功能联系起来。这一发现可能为开发治疗影响纤毛运动的罕见出生缺陷的疗法打开大门。
大约每 10,000 到 30,000 人中就有 1 人出生时患有原发性纤毛运动障碍 (PCD)，这是一种影响纤毛的罕见疾病，可导致粘稠粘液堵塞呼吸道，导致呼吸问题。 “卡塔格纳综合征是 PCD 的一种形式，已知会导致斑马鱼中出现的心脏缺陷类型，即心脏位置异常向右并旋转，”Corti 博士说。 “这种情况无法治愈，只能通过手术来修复任何心脏缺陷并进行治疗来控制症状。”
虽然已确定某些基因导致约 70% 的 PCD 病例，但细胞珠蛋白可能在 30% 未知遗传原因的病例中发挥关键作用。
“我们发现了表型并将这些点与纤毛连接起来。在细胞珠蛋白存在的情况下，我们可以追踪蛋白质的功能以及如何导致适当的纤毛功能和器官发育。在缺席的情况下，我们看到了这些缺陷。”Elizabeth Rochon 博士说道，她是该研究的第一作者和助理UMSOM 医学教授。
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！
