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研究显示早期胚胎发育的出生缺陷根源

青蛙胚胎皮肤上的纤毛。在一项新发表的研究中,耶鲁大学的研究人员详细描述了与先天性心脏病相关的基因突变,这种突变破坏了一种关键的信号传导机制,并导致一种与主要器官错位相关的心脏缺陷。寻找破坏性先天性缺陷的原因使耶鲁大学医学院的研究人员对胚胎发育的生物学有了重要的了解。耶鲁大学的研究小组在11月13日的“自然”杂志网络版上报告说,与先天性心脏病相关的基因突变破坏了一种关键的信号传导机制,并导致一种与主要器官错位相关的心脏缺陷。青蛙的结果建立在耶鲁大学早期的研究基础之上,该研究表明,发育中胚胎器官的正确左右方向取决于纤毛的正常功能 - 或细胞上的微小毛发状结构。 “作为一名重症监护医生,我关心有出生缺陷的婴儿,例如心脏漏洞,不知道这些疾病的原因是令人沮丧的,”儿科和遗传学副教授,高级副教授Mustafa Khokha说。该论文的作者。 “现在,通过观察这些微小病人,我们已经深入了解病情的基本生物学。”在发达国家,出生缺陷现在是导致婴儿死亡的主要原因。一些心脏缺陷,例如心脏中的孔洞或“蓝色婴儿”综合症是由于身体器官的不正确定向引起的。在之前的工作中,耶鲁大学的玛丽娜·布鲁克纳(Martina Brueckner)在细胞上发现了一种叫做纤毛的细小毛发状结构。她的实验室显示纤毛有两种“味道”:运动纤毛和不动纤毛。运动纤毛充当胎儿细胞上的亚细胞桨,以驱动流体向左流动。不动纤毛感知这种向左流动的流动,这对于发育中的胚胎中器官的正确左右方向是至关重要的。然而,确定纤毛是否会运动或不动的机制尚不清楚。此前,Brueckner和团队对患有心脏缺陷的患者进行了基因组分析,发现单个孩子的基因galnt11缺失。这项新研究显示,Galnt11调节Notch,这是一种在胚胎发育中起重要作用的关键信号通路。 Galnt11和Notch之间的协调决定了纤毛是否属于运动或不动的种类。这两种纤毛类型平衡的改变会导致出生缺陷。 “如果我们要创建可以诊断它们的测试并提供重要的遗传咨询和预后,了解这些先天缺陷的原因至关重要,”Khokha说。 “但是现在有了新的人类基因组学工具,我们发现了长期以来一直困扰我们的遗传原因,并且在这个过程中我们正在学习如何将它们组合在一起,”Khokha说。其他耶鲁的作者是Marko Boskovski,Shiaulou Yuan和Svetlana Makova。该研究得到了美国国立卫生研究院(TL 1 RR024137,5T32HD00709436,R01HL093280,NIH DE018825和DE018824)以及丹麦国家研究基金会的资助。出版物:Marko T. Boskovski等,“杂合子基因GALNT11糖基化Notch to orststrate cilia type and laterality,”Nature,2013; doi:10.1038 / nature12723来源:耶鲁大学Bill Hathaway图片来源:

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