선천성 심장 결함이 어떻게 나타나는지에 대한 통찰력

[아름이]

선천성 심장 결함이 어떻게 나타나는지에 대한 통찰력
심장을 둘러싸고 있는 세포는 심장의 크기를 결정합니다.
날짜:
2022년 8월 1일
원천:
메릴랜드 대학교 의과대학
요약:
심장이 어떻게 발달하는지 자세히 알아보기 위해 연구자들은 심장을 둘러싸고 있는 세포가 심장이 최대 크기에 도달할 때까지 심장 근육이 성장하도록 지시한다는 사실을 확인했습니다. 그들은 또한 심장이 제대로 발달하기 위해 두 세트의 브레이크를 우회해야 하는 이 과정을 조절하는 복잡한 메커니즘을 설명했습니다.

세계 인구의 약 1%가 선천성 심장 기형을 갖고 태어나며, 이는 매년 약 40,000명의 미국 출생에 영향을 주지만 이러한 특정 선천적 기형이 어떻게 발생하는지 거의 알려져 있지 않습니다.

심장이 어떻게 발달하는지 더 자세히 알아보기 위해 메릴랜드 의과대학(UMSOM)의 연구원들은 심장을 둘러싸고 있는 세포가 심장이 최대 크기에 도달할 때까지 심장 근육이 성장하도록 지시한다는 사실을 확인했습니다. 그들은 또한 심장이 제대로 발달하기 위해 두 세트의 브레이크를 우회해야 하는 이 과정을 조절하는 복잡한 메커니즘을 설명했습니다.

연구원들은 이러한 발견이 심장 선천적 결함으로 이어질 수 있고 심장 조직 재생을 위한 더 나은 기술을 개발하는 데 도움이 될 수 있는 발달 중 잘못될 수 있는 것에 대해 조금 더 설명한다고 말합니다.

"질병에서 회복하려면 심장 재생을 수행하는 방법을 알아야 합니다. 현재로서는 아무도 심장 근육을 사용하여 더 많은 심장 근육 세포를 성장시키는 데 집중했기 때문에 전체 심장을 재생할 수 없습니다."라고 Deqiang가 말했습니다. Li, PhD, 혈관 및 염증 질환 센터의 메릴랜드 의과 대학 외과 조교수. "우리의 연구 결과는 심장 근육이 더 크게 성장하는 데 필요한 지침을 제공하기 위해 심장 외막(심장을 둘러싸고 있는 세포)과 같은 심장의 다른 세포가 필요할 수 있음을 시사합니다."

팀이 설명한 메커니즘은 6월 20일 Circulation Research에 게재되었습니다.

유전자 조절 히스톤 데아세틸라제 3(HDAC3, 줄여서)는 심장 근육 세포의 발달에 중요한 것으로 알려져 있지만, 심장을 감싸고 있는 별도의 세포 층에서 특정 역할을 하는지 여부는 알려지지 않았습니다. 심장 발달에서 HDAC3의 역할을 탐구하기 위해 연구진은 심장 내벽 세포에만 HDAC3가 부족하도록 마우스를 유전자 조작했습니다. 태아 생쥐에서 심장 내벽에 HDAC3가 없는 심장은 심장 심실에 더 얇고 조밀한 벽이 있음을 발견했습니다. 기본적으로 심장이 충분히 자라지 않는 것처럼 보였습니다.

연구팀은 유전자 조절인자 HDAC3가 없는 심장 내벽 세포가 심장 성장을 촉진하기 위해 일반적으로 배출하는 두 가지 성장 인자를 적게 만드는 동시에 두 개의 microRNA를 너무 많이 만든다는 사실을 확인했습니다. MicroRNA는 어떤 유전자가 활성화되어 단백질로 만들어지는지를 제어하는 ​​유전 물질의 작은 조각입니다.

"우리는 오랫동안 이 기전을 위해 조각들을 모으는 데 애를 먹었습니다. 어느 날 박사후 연구원이자 수석 연구 저자인 장지현 박사가 저에게 접근하여 성장 인자가 생성되는 것을 방지하는 microRNA의 이중 브레이크 메커니즘에 대한 기발한 아이디어를 밝혔습니다. 결국 사실로 밝혀졌습니다!" 리 박사가 말했다. " 우리는 공동 저자들의 귀중한 기여와 통찰력, 외과부와 혈관염증 질환 센터의 지원이 없었다면 이 연구를 완료할 수 없었을 것입니다."

이와는 별도로 그들은 HDAC3가 두 개의 microRNA를 코딩하는 유전자를 차단하여 성장 인자가 생성되도록 하고 심장이 완전한 크기로 자라도록 보장한다는 것을 발견했습니다.

"정상적인 심장을 발달시키기 위해 두 개의 이중 브레이크를 통과해야 하는 복잡한 전략을 사용하는 이유는 무엇입니까? HDAC3과 같은 유전자 조절자는 신체의 모든 세포에서 발견되며 microRNA도 모든 곳에서 발견됩니다. 이러한 특정 조절 장애물을 통해 이 과정을 신체의 다양한 부위에 특화할 수 있습니다. 물론 이는 이러한 세포 메커니즘이 암과 같은 다른 질병에도 적용될 수 있음을 의미합니다."라고 Li 박사는 말했습니다. "어떤 사람들에게는 이 메커니즘과 이러한 발견이 믿을 수 없을 정도로 상세하게 보일 수 있습니다. 하지만 삶에 대해 생각한다면 세부 사항이 중요합니다. 작은 것이 잘못되면 모든 것이 엉망이 됩니다."

E. Albert Reece, MD, PhD, MBA, 의료 담당 부사장, 메릴랜드 대학교 의료 담당 부사장, John Z. 및 Akiko K. Bowers 메릴랜드 대학교 의과 대학의 저명 교수 겸 학장은 다음과 같이 말했습니다. 내 경력의 많은 부분을 연구하는 데 사용한 조건은 구조적 선천적 기형의 배후에 있는 메커니즘입니다. 이 연구에서 수행된 것과 같은 기초 연구는 신체가 정상적으로 발달하는 방법을 알아내고 신체에서 무엇이 잘못되었는지 결정할 수 있도록 하는 데 필수적입니다. 질병, 그리고 궁극적으로 언젠가 이 경우 우리는 차세대 신생아에서 선천성 심장 결함을 예방하는 방법을 찾을 수 있습니다."