美國(guó)格萊斯通研究所的科學(xué)家們揭示了構(gòu)建來(lái)自胚胎心臟細(xì)胞的全功能心臟所需成百上千個(gè)遺傳“開(kāi)關(guān)”的精確順序和計(jì)時(shí)，提供了關(guān)于一些形式的先天性心臟病遺傳基礎(chǔ)的線索。這一研究在線發(fā)布在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

    在這篇文章中，來(lái)自格萊斯通研究所高級(jí)研究員Benoit Bruneau博士實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用干細(xì)胞技術(shù)、新一代DNA測(cè)序和計(jì)算工具拼湊出了心臟如何成為心臟的“基因組藍(lán)圖”。這些研究結(jié)果為戰(zhàn)勝如心律失常和心室間隔缺損等危及生命的心臟缺陷提供了新希望。

    格萊斯通研究所新血管研究副主任Bruneau 博士說(shuō)：“先天性心臟缺損是最常見(jiàn)的出生缺陷類型，在美國(guó)每年累及超過(guò)3.5萬(wàn)新生兒。由于研究側(cè)重于一小組基因，一直以來(lái)很難確定這些缺陷在遺傳水平上是如何形成的。在這里，我們通過(guò)觀察賦予心臟細(xì)胞獨(dú)特特性的全部遺傳物質(zhì)從廣角探討了心臟的形成。”

    在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們從小鼠處獲得了胚胎干細(xì)胞，在培養(yǎng)皿中模擬胚胎發(fā)育過(guò)程，將其重編程生成了跳動(dòng)的心臟細(xì)胞。接下來(lái)，他們從發(fā)育中和成熟心臟細(xì)胞中抽提出了DNA，利用一種先進(jìn)的基因測(cè)序技術(shù)ChIP-seq使得科學(xué)家們“看到”了DNA中書(shū)寫(xiě)的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。

    論文的主要作者之一、格萊斯通研究所和加州大學(xué)舊金山分校Jeffrey Alexander 說(shuō)：“然而僅找到這些標(biāo)記只是取得了成功的一半。我們接下來(lái)不得不破譯它們編碼了心臟形成的哪些方面。為此，我們利用了格萊斯通生物信息學(xué)核心（Gladstone Bioinformatics Core）的計(jì)算能力。這使得我們能夠?qū)幕蛐蛄兄惺占某啥训臄?shù)據(jù)整理成一個(gè)可讀取的、有意義的關(guān)于心臟如何成為心臟的藍(lán)圖。

    研究小組生成了一些意外的發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)在心臟細(xì)胞中基因群似乎以一種協(xié)調(diào)的方式共同起作用——在胚胎發(fā)育過(guò)程中在指定的時(shí)間作為一個(gè)群體開(kāi)啟和關(guān)閉。科學(xué)家們不僅確定了一大堆與心臟形成相關(guān)的新基因，他們還精確探究了這些新發(fā)現(xiàn)的基因是如何與從前已知基因相互作用的。

    繪制心臟基因組藍(lán)圖對(duì)于人類健康的影響是深遠(yuǎn)的?，F(xiàn)在科學(xué)家們了解了這些基因如何控制了心臟，他們能夠開(kāi)始了解心臟病是如何破壞這一調(diào)控的。最終，他們可以尋找到預(yù)防、阻斷或消除罹患先天性心臟病兒童體內(nèi)這些破壞的治療方法。

    Boyer 博士說(shuō)：”我們的研究結(jié)果提供了關(guān)于心臟形成過(guò)程中復(fù)雜的遺傳和表觀遺傳模式如何受到精確調(diào)控的新線索。尤其是，我們確定了有助于這一進(jìn)程的基因組的關(guān)鍵部分，將有希望讓我們確定許多形式的先天性心臟病的遺傳原因，這是對(duì)抗這一破壞性疾病重要的第一步。“

    Bruneau博士說(shuō)：”接下來(lái)，我們希望檢測(cè)先天性心臟病患者的DNA，希望我們能夠準(zhǔn)確找到引起他們心臟缺陷的特異遺傳破壞。一旦我們確定了這一破壞，我們就可以開(kāi)始探索早期心臟形成過(guò)程中恢復(fù)正?；蚬δ艿耐緩?，減少出生即有虛弱的，有時(shí)是致命的先天性心臟缺陷的嬰兒數(shù)量。“（來(lái)源：何嬙）