可能导致先天性心脏缺陷的罪魁祸首

线粒体是细胞的发电厂，制造化学燃料，所以细胞可以执行许多任务。这些细胞发电厂也众所周知，其作用在卸下旧细胞或受损细胞的身体方面。

现在，圣路易斯华盛顿大学医学院和意大利帕多瓦-杜尔贝克大学电视马拉松研究所的研究人员已经证明了这一点线粒体值得一提的是，他还精心策划了决定细胞未来的事件，至少在小鼠胚胎心脏中是这样。这项新的研究在一些起源中发现了新的潜在的基因元凶先天性心脏病。

该研究发表于10月3日的《科学》杂志上科学快讯。

“这项研究令人惊讶，因为生物学家总是认为器官的发育是从细胞核开始的，而线粒体只是跟随并做它们被告知的事情，”杰拉尔德·w·多恩二世医学博士说，他是华盛顿大学菲利普和西玛·k·尼德尔曼医学教授。“现在我们已经证明，线粒体可以指导细胞在胚胎发育过程中成为何种组织。直到最近，我还认为这只是科幻小说。”

事实上，多恩把这些新发现比作科幻电影《天外魔花》。目前对线粒体起源的理解是，它们一开始是入侵其他细胞的独立细菌细胞作为寄生虫。这种初始侵袭宿主细胞的侵略性发展为共生关系，使得现在细胞依赖于线粒体的燃料和质量控制，线粒体依赖于细胞的诸如其存在的细胞。

多恩说:“我们知道，我们的细胞已经与最初的外来入侵者形成了工作关系。”“但现在我们有证据表明，这些入侵者可以成为老板。线粒体已经被认为是细胞死亡的看门人。我们的新研究表明，它们还将细胞命运安排为心肌细胞。”

虽然这项研究是针对心肌细胞的，但多恩预计未来的工作将调查这种模式是否也适用于其他类型的细胞。

“这些结果逆转了我们对细胞发育的理解，”Dorn说。“不是细胞核控制线粒体。在这种情况下，是线粒体控制着核基因的表达，并以一种阻止的方式进行心肌细胞来自发展中国家。”

在正常发育过程中，线粒体通过其表面被称为丝裂蛋白1和2 (Mfn1和Mfn2)的蛋白质融合在一起。在这项研究中，研究人员表明，只在早期删除这两个基因心肌细胞导致小鼠胚胎心脏严重发育不全。心肌壁被描述为像纸一样薄。他们进一步表明，缺少Mfn2和另一个具有类似作用的基因Opa1的小鼠胚胎干细胞不能发育成跳动的心脏肌肉细胞。

意大利帕多瓦-杜尔贝克大学Telethon研究所生物化学教授、医学博士卢卡·斯科拉诺(Luca Scorrano)说，利用一种他称之为“管中心脏”的组织培养技术，“我们能够解开古代入侵者用来控制细胞命运的一种新方法。”

研究人员小心翼翼地指出，心脏发育不全并非仅仅是线粒体功能失调导致的燃料不足的结果。Scorrano的研究小组发现，这些破碎的线粒体很小，由于不能融合而分离，它们中断了控制细胞核如何表达基因的已知信号通路。其中一些信号通路已经与先天性心脏缺陷有关，比如那些导致左右心室壁穿孔的信号通路，即室间隔缺损。

多恩说:“这项研究打开了一扇新的大门，它将允许我们扩大对先天性心脏缺陷的罪魁祸首基因的研究，特别是在心肌较小且发育不全的部位。”“特别是，我们需要寻找线粒体融合蛋白的突变，包括Mfn1和2。”

此外，Scorrano说，“这表明我们应该关注受腓骨肌萎缩IIa和显性视神经萎缩影响的患者的细微心脏问题，这两种基因疾病是由Mfn2和Opa1基因突变引起的。”

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