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罕见致心律失常性右室心肌病OBSCN基因突变调控心肌脂肪化的致病机制

批准号:
82100380
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
陈沛沛
学科分类:
心肌炎和心肌病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈沛沛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
罕见致心律失常性右室心肌病(ARVC)的病理特征是心肌纤维脂肪化,可促进疾病的发生发展。申请人前期发现了新发OBSCN非桥粒基因移码突变的ARVC家系,尚无该基因突变与ARVC的相关报道。前期工作借助人类诱导多能干细胞来源的心肌细胞(hiPSC-CMs)平台,良好复现了ARVC心律失常和心肌脂肪化的表型特点,发现疾病组心肌细胞肌浆网结构异常、钙离子电流紊乱,同时脂质含量增多,部分脂肪化相关蛋白PPARγ、C /EBPα及FABP4表达增高,即证实了该OBSCN基因突变介导心肌细胞钙循环失调而导致室性心律失常,但与ARVC心肌脂肪化的致病机制尚不明确。本项目后续将利用hiPSC-CMs模型及血液样本、临床信息来系统性探索罕见致病基因OBSCN对ARVC心肌脂肪化的致病机制,以发掘重要的脂质代谢及炎症致病通路和交汇的关键靶标,以期发现新的药物干预靶点,为罕见心血管疾病的治疗提供理论依据。
英文摘要
Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (ARVC) is regarded as a rare type of cardiomyopathy, featuring progressive fibrofatty and adipose tissue replacement of the right ventricle and life-threatening ventricular arrhythmias. We discovered a rare ARVC family with a frameshift mutation of the OBSCN non-desmosome gene, and there is no report about this gene mutation and ARVC. Our previous work used the cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-CMs) to reproduce the phenotypic characteristics of ARVC arrhythmia and myocardial fibroadipocytic, and found that the cardiomyocytes of disease group have abnormal sarcoplasmic reticulum structure and calcium Ionic current is disturbed. At the same time, the lipid content increased, and the expression of some fat-related proteins PPARγ, C/EBPa and FABP4 increased, which confirmed that the OBSCN gene mutation mediates the ventricular arrhythmia caused by the dysregulation of calcium circulation in cardiomyocytes. However, the pathogenic mechanism of how this gene causes myocardial fibroadipocytic in ARVC is still unclear. In the follow-up of this project, hiPSC-CMs models, blood samples and clinical information will be used to systematically explore the pathogenesis of the rare disease-causing gene OBSCN on ARVC myocardial fibroadipocytic, in order to discover important lipid metabolism and inflammation pathogenesis and the key to intersection targets, so as to find new drug intervention targets and provide theoretical basis for the treatment of rare cardiovascular diseases.
Obscurin参与横纹肌的发育和功能性肌浆网的维持。然而,Obscurin在致心律失常性右心室心肌病(Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy,ARVC)中的作用尚不清楚。我们旨在研究新的obscurin突变在ARVC发病机制中的作用及其潜在机制。. 方法:本研究从一名46岁患有ARVC疾病具有OBSCN基因突变的女性采血后分离外周血单核细胞,通过逆转录病毒重编程方法生成诱导性多能干细胞(Induced luripotent stem cells,iPSC),进一步特异性分化为 iPSC来源的心肌细胞(iPSC-CM),通过超高倍电子显微镜、电生理、免疫荧光染色和油红染色方法来进行表型鉴定及比较。并通过生物信息学分析进行分子表型归类分析,使用实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹进行鉴定。. 结果:具有OBSCN突变的ARVC-iPSC-CMs表现为脂质大量积聚、多形性增加、Z带不规则、L型钙电流增加,生信分析提示功能富集在参与粘着斑和结构形成的通路中;ARVC组的脂肪细胞因子和PPAR信号通路同样也被激活。此外,通过超高分辨率显微镜、qRT-PCR和Western印迹的结果证实突变的OBSCN蛋白及其锚定蛋白Ank1.5表现出结构紊乱和低表达,但连接蛋白N-Cadherin表达却增加。进一步分析发现ARVC-iPSC-CMs中其他桥粒蛋白的基因表达也同步降低,一些脂肪生成途径相关蛋白(PPARγ、C/EBPα和FABP4)增加,结果与表型一致。. 结论:作为OBSCN新的移码突变导致心肌表型改变,伴随其锚定蛋白Ank1.5的定位破坏和表达降低。此外,脂质积聚,脂肪纤维化面积增加,心肌结构紊乱,同时导致钙通道相关心肌收缩节律紊乱都可能是OBSCN基因突变导致ARVC疾病的原因。这些观察结果表明,通过治疗性调节 OBSCN 表达可以减缓 ARVC 进展。
KCNJ2基因突变引起罕见长QT综合征的心肌发育电生理紊乱的作用机制研究
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