Исследователи из Базельского университета в Швейцарии определили ключевой ген-регулятор образования сердечных клапанов – процесса, имеющего решающее значение для нормального развития эмбрионального сердца. Эти результаты опубликованы в журнале Cell Reports сегодня.
Сердце – первый функциональный орган, развивающийся у эмбрионов позвоночных. У людей срок беременности превышает четыре недели. К сожалению, врожденные пороки сердца являются одним из наиболее распространенных пороков развития и основной причиной смертей, связанных с врожденными пороками. Эти пороки сердца часто связаны с пороками сердечных клапанов, которые необходимы для регулирования давления и потока крови в камерах сердца.
Неожиданная роль фактора транскрипции HAND2 в формировании сердечного клапана
Исследовательская группа под руководством проф. Целлер и доктор. Зунига из Базельского университета определил, что так называемый ген HAND2 является ключевым регулятором, который запускает формирование сердечных клапанов у эмбрионов мыши, процесс, который имеет решающее значение для нормального развития сердца. Предыдущее исследование с использованием моделей мышей, лишенных HAND2, показало, что этот ген регулирует тракт оттока и развитие правого желудочка.
Таким образом, исследователи намеревались идентифицировать набор генов, которые контролируются HAND2 в развивающихся сердцах мышей. При этом они выявили ранее неизвестный порок сердца у эмбрионов мышей, лишенных HAND2. У мутантных сердец отсутствуют сердечные подушки, которые обычно развиваются в сердечные клапаны. Обычно клетки, составляющие эти подушки, претерпевают сложные клеточные перестройки, поскольку они отделяются от оболочки сердечной стенки и мигрируют в подушки, чтобы «заполнить их». Поскольку этот механизм имеет решающее значение для развития сердца, исследователи исследовали, как HAND2 контролирует это фундаментальное событие во время развития сердечного клапана.
Генная сеть, управляемая HAND2
У людей дефекты формирования клапана лежат в основе различных врожденных пороков сердца, но молекулярные механизмы, контролирующие развитие сердечного клапана, недостаточно изучены. Изучая эмбрионы мыши, исследовательская группа определила сеть генов, непосредственно контролируемых HAND2, которые регулируют формирование сердечных клапанов.
Открытие генной сети, контролируемой HAND2, имеет большое значение, поскольку мутации в HAND2 недавно были связаны с пороками развития сердечных клапанов у людей. «Это открытие не только расширяет наши молекулярные знания о развитии сердечного клапана, но и может помочь в предоставлении генетической диагностики пациентам, страдающим врожденными пороками сердца», – говорит первый автор Фредерик Лоран из Департамента биомедицины.
Инженерные клапаны из стволовых клеток
Замена сердечного клапана – одна из самых распространенных кардиохирургических операций, и одно из будущих перспектив биомедицинских исследований – создание заменяющих клапанов из стволовых клеток. Открытие того, что HAND2 является ключевым регулятором клеточных и генных регуляторных процессов, лежащих в основе формирования сердечного клапана, является потенциальной вехой в этом направлении.