2024年9月25日,上海科技大学的张辉、同济大学的唐娟和复旦大学的刘琛在《Circulation》期刊上共同发表了一篇名为“ActivationofImprintedGenePW1PromotesCardiacFibrosisAfterIschemicInjury”的研究论文,探讨了
印迹基因PW1激活如何促进缺血性损伤后心脏纤维化。该研究表明,印迹基因PW1在心脏损伤后的作用至关重要,由南模生物提供的Pw1CreER-2A-eGFP和PDGFRa-CreER小鼠为研究提供了实验基础。
印记基因是一种特殊类型的基因,其表达仅源自父母的一方。近年来,研究发现印记基因在胚胎心脏发育和先天性心脏病等生物学过程中起着重要角色。然而,关于印记基因在成年心脏损伤后的修复中的作用尚不明确。
心脏纤维化是心脏病治疗的重要目标,PW1是由父系等位基因表达的印迹基因,主要参与核苷酸的合成。然而,PW1在心肌缺血条件下如何影响心肌成纤维细胞的ECM(细胞外基质)形成仍未明了。
在正常成年小鼠中,只有父系等位基因的Pw1处于活跃状态。为了评估Pw1的父母等位基因表达情况,研究团队构建了用于实验的转基因小鼠模型。
随后,研究者们探究了缺血性心肌梗死(MI)对Pw1等位基因的影响。结果显示,梗死区域涌现出大量eGFP+细胞,父系Pw1等位基因在损伤部位得以激活,并且在PDGFRa+成纤维细胞中表现显著。
通过进一步探讨PW1在心脏修复中的功能,作者发现,缺失Pw1可减少心脏纤维化,并改善心脏功能。此外,分析结果显示,Pw1在MI后的心脏功能中发挥了关键作用,尤其是父系等位基因的影响尤为显著。
通过对心脏进行相应的染色分析,研究团队发现,父系Pw1的缺失改善了小鼠心脏在MI后的功能,并显著降低了心肌纤维化的程度。
为深入了解PW1介导的机制,作者发现PW1通过调节DNPB通路中的关键酶PFAS,进而控制ECM的产生。DNPB通路在成纤维细胞的激活与ECM基因的表达中起着至关重要的作用。
在相关实验中,当成纤维细胞中特定的PFAS基因缺失时,心肌纤维化显著降低,心脏功能得以改善。这些研究结果提高了我们对缺血性心脏病治疗新策略的认识,揭示了PW1作为潜在靶点的重要性。
总结来说,本研究揭示了心肌缺血如何通过降低PW1基因印迹的DNA甲基化,促使成纤维细胞中父、母两个Pw1等位基因均发生激活,并指出PW1缺失对心脏纤维化及功能恢复的积极影响。所有这些发现为缺血性心脏病的治疗提供了新的思路。
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