斑马鱼心脏发展揭示了关键的见解遗传的心脏缺陷

科学家们首次显示,人类心中的蓝图四室存在于卑微的斑马鱼,一项研究eLife报告。

发现提供了先天的关键洞察过程出错心缺陷和意味着研究人员现在有一个简单的模型为进一步研究更紧密地反映在人类会发生什么心发展。

在开发期间,心脏四腔形式支持血液流动到肺部和身体的其他部位。这些平行的血液系统的安排至关重要的进化从水生哺乳动物的祖先,但左边和右边心脏隔间的过程分离仍知之甚少。

研究表明,成人心脏的形成发生在一部分从两套前驱细胞被称为第一个心脏字段(FHF)和第二心脏字段(超高频)。FHF细胞形成的大部分左心室,而细胞的超高频参与塑造右心室。相比之下,左和右心房涉及细胞从两组。

“这表明,左右心室和心房是由不同的生物过程,以确保之间的区别一边支持肺部,支持血液流动身体的其他部位,”解释Almary Guerra博士研究生马克斯·普朗克心肺研究所、德国,以及该研究的第一作者。”,但考虑到相同的细胞是参与双方的心房,我们仍然不明白左和右心房的部分开发独立于彼此。”

对斑马鱼的研究极大地推动了我们理解的心发展,和Guerra博士和他的同事们使用这种生物探索是否有双方不同的分子和细胞的单一的心房。

他们第一次看到哪些基因是最活跃的中庭,发现感兴趣的两个称为pitx2c和meis2b。人类版本的两个基因突变所导致的缺陷形成的心隔,病情严重,需要手术治疗。meis2b被发现在不同数量的左右心,pitx2c和meis2b经常被发现在同一个地方。进一步分析显示,meis2b控制pitx2c表达式,揭示潜在的治疗的重要见解心脏缺陷。

研究这个基因的起源模式,团队研究基因在斑马鱼心脏的不同地区的发达。他们发现meis2b是最活跃的一群细胞形成的左侧心脏在早期发展阶段,这是保持到成年。此外,超高频前体细胞参与形成心房出席地区meis2b既现在和缺席,确认超高频同样有助于双方的心房和没有参与的不对称发展心房。

最后,对于正确理解meis2b是否至关重要的心房功能,他们在斑马鱼突变基因,研究其影响。在早期的发展,有一个心房与心室的过度生长,这是由于心脏细胞分裂的增加。对斑马鱼心电图测试显示,突变不利影响心脏的电活动,类似于人类已知。

“我们首次表明,心房划分发生在斑马鱼,”资深作者斯文博士说Reischauer初级组长马克斯普朗克研究所的研究心脏病和肺病的人。“下一步是确定控制心房不对称的特定元素,使用模型来揭示进一步洞察心发展对于理解和治疗心脏缺陷都是无价的。”