基因相关的代谢功能障碍可能是导致心律失常的原因

【字体: 时间:2024年08月15日 来源:AAAS

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  根据发表在《心血管研究杂志》上的一篇新论文,患有常见心律失常心房颤动的患者可能会从未来针对心脏细胞代谢效率低下的治疗中受益

  

一篇新的论文发现,患有一种称为心房颤动的常见心律失常的患者可能会从未来针对心脏细胞代谢效率低下的治疗中受益。 

发表在《心血管研究杂志》上的一项研究发现,心房颤动患者的基因缺陷可能导致心脏细胞能量产生减少。心脏细胞中PITX2基因的缺陷会导致一些线粒体变小,效率降低。线粒体是细胞中产生能量的部分。 

由伯明翰大学心血管科学研究所和德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心的研究人员领导的研究小组研究了实验室培养的PITX2缺陷心肌细胞,并将其与正常心肌细胞进行比较,以研究PITX2对细胞发育和功能的影响。 

主要结论: 

  • 细胞结构与功能:pitx2缺陷的心脏细胞较短,结构混乱,单核细胞较多。这些细胞的线粒体也更小,参与能量产生的蛋白质也发生了变化。

  • 能量产生:pitx2缺陷细胞中的线粒体通过其通常的过程产生能量的效率较低,而更多地依赖于糖酵解(一种效率较低的产生能量的方式)。这种转变与自发心跳率的增加和心脏细胞电活动的不规则性有关。线粒体功能受损与ATP/能量产生减少是心力衰竭的重要因素。

  • 基因表达:对这些细胞中基因的分析揭示了参与能量产生和离子通道功能(这对维持心脏节律至关重要)的基因的显著差异。与心律正常的患者相比,在房颤患者的心脏组织中观察到类似的变化。

 

伯明翰大学心血管科学中心遗传性心脏病主席、心血管科学研究所名誉主席Larissa Fabritz教授说:“这项研究显示了一种特定基因如何影响心脏产生能量和保持正常节律的能力,为心房颤动的潜在治疗提供了新的见解。我们观察到PITX2基因的缺陷会导致心脏细胞功能不正常,包括产生能量的系统更小、效率更低。这意味着这些心脏细胞不得不越来越依赖糖酵解来产生能量,从而将氧压力引入到混合物中。

 在静息状态下,正常的心脏代谢使用游离脂肪酸作为主要能量来源。当葡萄糖代谢不依赖于氧气时,它会燃烧葡萄糖,而不是脂肪酸氧化。PITX2缺乏时,线粒体呼吸减少,使心脏细胞进入缺氧应激状态,使用葡萄糖作为能量。这种转变与自发心跳率的增加和心脏细胞电活动的不规则性有关。”

 这一发现可能会导致心房颤动的新的潜在治疗方法,其目标是改善心脏细胞的能量产生,特别是那些与pitx2相关的缺陷。


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