4月18日,上海交通大学医学院附属第九东说念主民病院/上海精确医学议论院张家毓团队、卞迁团队和第四军医大学马恒团队互助在《核酸议论》(Nucleic Acids Research,影响因子14.16)上发表论文。该议论揭示了非分裂端粒裁减诱发心肌细胞虚弱的分子机制,笃定了短端粒运行心肌加快虚弱的要道身分FOXC1,并为抗腹黑虚弱提供了新靶向解救的表面依据。
端粒是位于线状染色体结尾的一小段DNA卵白质复合体,其功能是保握基因组的齐备性和牢固性。平时情况下,端粒会跟着每一次细胞分裂闲适变短,一朝过短,就会激发握续的DNA毁伤响应,指引细胞虚弱,最终导致细胞罢手分裂,因此端粒裁减也被合计是虚弱的鲜艳。
议论发现,除细胞分裂酿成端粒裁减外,短端粒与心血管疾病也存在相干,但端粒是否凯旋或辗转参与疾病进展、短缩的端粒奈何孤独于基因突变运行心功能进攻、调整短端粒的染色体三维结构能否对心肌细胞产生影响等问题仍未明确。
议论团队通过对比平时东说念主群和心力贵重东说念主群心肌端粒长度,发现心衰患者端粒长度较平时东说念主群裁减,但短端粒奈何影响心力贵重经过仍有待叙述。团队通过端粒酶阻止把健康东说念主源指引性干细胞(hiPSC)建树短端粒的hiPSC并进行心肌细胞分化履行。比拟健康组,短端粒心肌细胞中虚弱相干鲜艳物p21和p16卵白显耀上调,细胞出现肥硕以及SA-β-Gal细胞虚弱鲜艳物加多。
通过评估单个、单层及3D培养微组织(MTs)心肌细胞的缩小以及线粒体呼吸情况后发现,与平时心肌细胞比拟,短端粒心肌细胞所施展的缩小力更大,跳跃频率更高、线粒体呼吸智力更低。以上论断均揭示了在莫得任何突变及应激刺激下,心肌细胞端粒短缩可诱发心肌功能进攻并参预虚弱情景。
同期,为进一步议论端粒裁减对心肌细胞染色质构象和基因抒发的影响,议论团队对平时心肌细胞和具有短端粒的心肌细胞分辨进行高通量染色体构象拿获时候 (Hi-C)、转录组测序RNA-seq及KEGG通路分析。约束判辨,与隔离端粒区域比拟,短端粒心肌细胞近端粒区域(5Mb)的三维结构显耀诽谤,短端粒心肌细胞中近端粒区域内的TAD里面和相互间作用均出现减少,相反抒发基因中与细胞因子应对、离子转运调整、氧化磷酸化和细胞粘附相干的基因显耀富集,短端粒心肌细胞在近端粒5Mb限制内的基因抒发平均上调约7倍。充分论证了端粒裁减会引起心肌细胞中的染色质构象改换,导致不同染色体细胞核空间中的漫衍及相互作用澄莹减少,引起近端粒结尾染色质的三维压缩构象丢失,酿成勾搭端粒结尾的基因抒发澄莹上调。
此外,议论团队通过对心衰患者的组织芯片进行端粒TelCQ-FISH和免疫组织化学染色,发现转录因子FOXC1在短端粒心肌细胞中显耀上调。使用慢病毒对平时心肌细胞及短端粒心肌细胞中的FOXC1调整判辨,FOXC1过抒发会导致虚弱鲜艳物p21/p16和SA-β-gal阳性心肌细胞的比例显耀加多、线粒体氧化呼吸智力诽谤、缩小失调;相背,在虚弱心肌细胞中下调FOXC1则能灵验改善心肌功能。议论通过调整短端粒的染色体三维结构明确了端粒长度与FOXC1间的相干性作用,灵验考证了FOXC1对心肌细胞的影响,揭示了FOXC1的上调对心肌细胞虚弱、线粒体功能诽谤和缩小功能进攻具有运行作用。
该议论获取国度当然科学基金、上海浦江东说念主才计议等神色资助,由上海交通大学医学院附属第九东说念主民病院/上海精确医学议论院张家毓团队、卞迁团队和第四军医大学马恒团队互助完成。李宾、熊蔚瑶、左武、石元元为共同第一作家2024欧洲杯官网入口,张家毓、卞迁和第四军医大学马恒为共同通信作家。