美國格萊斯通研究所的科學家們揭示了構(gòu)建來自胚胎心臟細胞的全功能心臟所需成百上千個遺傳“開關(guān)”的精確順序和計時，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《細胞》（Cell）雜志上。

    在這篇文章中，來自格萊斯通研究所高級研究員Benoit Bruneau博士實驗室的研究人員采用干細胞技術(shù)、新一代DNA測序和計算工具拼湊出了心臟如何成為心臟的“基因組藍圖”。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：“先天性心臟缺損是最常見的出生缺陷類型，在美國每年累及超過3.5萬新生兒。由于研究側(cè)重于一小組基因，一直以來很難確定這些缺陷在遺傳水平上是如何形成的。在這里，我們通過觀察賦予心臟細胞獨特特性的全部遺傳物質(zhì)從廣角探討了心臟的形成。”

    在這項研究中，科學家們從小鼠處獲得了胚胎干細胞，在培養(yǎng)皿中模擬胚胎發(fā)育過程，將其重編程生成了跳動的心臟細胞。接下來，他們從發(fā)育中和成熟心臟細胞中抽提出了DNA，利用一種先進的基因測序技術(shù)ChIP-seq使得科學家們“看到”了DNA中書寫的表觀遺傳學標記。

    論文的主要作者之一、格萊斯通研究所和加州大學舊金山分校Jeffrey Alexander 說：“然而僅找到這些標記只是取得了成功的一半。我們接下來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核心（Gladstone Bioinformatics Core）的計算能力。這使得我們能夠?qū)幕蛐蛄兄惺占某啥训臄?shù)據(jù)整理成一個可讀取的、有意義的關(guān)于心臟如何成為心臟的藍圖。

    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)育過程中在指定的時間作為一個群體開啟和關(guān)閉。科學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。

    繪制心臟基因組藍圖對于人類健康的影響是深遠的。現(xiàn)在科學家們了解了這些基因如何控制了心臟，他們能夠開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：”我們的研究結(jié)果提供了關(guān)于心臟形成過程中復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，這是對抗這一破壞性疾病重要的第一步。“

    Bruneau博士說：”接下來，我們希望檢測先天性心臟病患者的DNA，希望我們能夠準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，我們就可以開始探索早期心臟形成過程中恢復正?；蚬δ艿耐緩剑瑴p少出生即有虛弱的，有時是致命的先天性心臟缺陷的嬰兒數(shù)量。“（來源：何嬙）