单细胞RNA测序揭示了心脏病的新机制

2022-06-14 10:48:49

肥厚性心肌病是一种导致心肌紧张、肿胀的心脏病。由于对基本机制的了解不足,无法获得有效的临床治疗。患者接受普通心脏药物,有时需要心脏直视手术来切除多余的组织。Hubrecht研究所的研究人员现已成功应用了一项新的革命性技术(scRNA-seq)来揭示潜在的疾病机制,特别是那些导致肿胀的机制。广泛的“大数据”集是新观察的宝库,可以深入了解肥厚性心肌病和潜在的新治疗场所。这项研究的结果由Eva van Rooij小组的研究人员完成,于5月10日发表在《细胞报告》杂志上。

心脏需要每天的每一分钟都跳动。在肥厚性心肌病(HCM)患者中,由于执行拉动运动的分子之一存在缺陷,这种泵送功能受损。这导致肌肉细胞内的应激反应,以及心肌肿胀以弥补功能丧失。因此,患者可能会出现典型的心脏病症状,如呼吸急促、胸痛和心律失常(心律失常)。直到今天,HCM疗法的发展都因对这些现象缺乏了解而受到阻碍。

齿轮

对HCM患者进行手术,以切除阻碍血液流动的多余心脏组织,为研究人员提供了一个独特的机会,因为他们可以使用切除的组织来研究疾病。Hubrecht研究所的研究人员现在将新的单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术应用于该组织,以解开HCM的起源。一位研究人员Martijn Wehrens解释说:“人类DNA包含大约30,000个基因,实际上是30,000种齿轮的目录,每种齿轮在让我们的身体工作方面都发挥作用。通常,研究集中在少数基因上,经过多年的研究,这些基因已被确定为重要基因。scRNA-seq技术能够同时量化所有30,000个齿轮的活动,以了解它们在疾病中的作用。”

使scRNA-seq强大的一个关键特征是,它可以观察单个细胞。人体和心脏由许多细胞类型组成,如肌肉细胞、血细胞、血管细胞等。每种细胞类型都有自己的专业化。Wehrens:“调查这种组织就像看着一张经过照片购买的照片,其中一只猫、狗和一只鸟融合在一起。你不会知道发生了什么。在我们的scRNA-seq分析中,细胞相互分离,因此我们可以看到心脏正在发生的事情。就像将猫、狗和鸟的合并照片分开一样。”

大量信息

该技术在手术中对心脏组织应用,使研究人员能够系统地识别疾病期间心脏发生的变化。他们确定了基因和关键调节参与者之间的许多新的调节相互作用。另一项创新是,研究人员在分析期间记录了细胞肿胀,从而可以识别驱动疾病相关肿胀的基因。这些知识可用于开发新药。目前给HCM患者的药物只会降低心脏工作,从而防止过度损伤。利用这项研究产生的大量信息,可以开发出真正针对根本原因的新药物,并保留心脏功能,同时更有效地减少疾病进展。


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文章转载自:新浪网

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