人类心脏发育缺陷的分子机理

为了探索心脏发育的缺陷及遗传机制以及在分子水平上先天性心脏病的发生机理,概述了人类心脏发育缺陷的研究进展,包括人类心脏不对称发育、心脏发育缺陷和心脏缺陷的分子机理.     

Polycomb与心脏发育

心脏作为维持血液循环的"泵",在人体发挥重要作用.而心脏发育的正常进行则是维持其功能的基础.因此,对心脏发育及其调节的研究一直为科学家们所关注.Polycomb复合体是一组抑制基因转录的蛋白,参与调节多种组织器官发育相关基因的表达.越来越多的证据表明,Polycomb在心脏发育中起重要的调节作用.因此,进一步了解其调节作用的机制,将为解析先天性心脏病的发病机制提供有益线索.本文主要从表观遗传的角度,重点阐述了Polycomb蛋白复合体与心脏发育的关系.     

锌指转录因子GATA4的功能研究进展

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是常见的先天性缺陷之一,严重危害儿童和成人的健康。锌指转录因子GATA4是心脏形态正常发育的调节因子,贯穿胚胎发育和心脏发育阶段多个表达过程。GATA4的突变会导致多种先天性心脏病的发生,新型GATA4突变(c.A899C,p.K300T)揭示了与房间隔缺陷(ASD)相关的GATA4甲基化位点的突变,拓宽了GATA4基因的突变图谱。GATA4作为心肌细胞生长和心肌发育中的关键参与者,可以调节心肌基因的表达,以应对肥厚性刺激。GATA4通过TRAF3IP2和IL1A激活NF-κB通路,将自噬和DDR联系到衰老和炎症反应。本综述围绕GATA4的结构与功能进行综述,为先天性心脏病的治疗、抗衰老提供一些病理基础或理论参考。     

流感病毒影响大鼠胚胎心脏发育机制的初步探究

先天性心脏病(先心病)是新生儿第一大出生缺陷,其中主因素有遗传因素、环境因素,但更多的是两者的相互作用。诱发先心病发生的环境因素复杂多样,但是具体的致病机制还有待阐明。研究表明孕母体早期感染流感病毒后,胎儿出现心血管畸形的概率显著增加,但其分子机制尚不明确。为了揭示流感病毒宫内感染和先天性心脏缺陷之间的关系,本实验利用F344大鼠建立了流感病毒宫内感染的动物模型,观察了感染流感病毒后孕鼠胚胎的发育,并利用荧光定量PCR检测了调控大鼠胚胎心脏发育的关键基因的表达。结果表明,流感病毒感染孕鼠后延迟鼠的胚胎发育,导致胚胎心脏发育异常。同时,胚胎心脏发育的关键基因骨形成蛋白4 (bone morphogenetic protein 4, BMP4)、成纤维细胞生长因子12 (fibroblast growth factor 12, FGF12)、包含氧化还原酶的WW域(WW domain-containing oxidoreductase, WWOX)、盘状结构域受体2 (discoidin domain-containing receptor 2, DDR2)和乙型肾上腺素受体3 (Ephrin type-B receptor 3, EPHB3)的表达下调,且均具有统计学差异。本研究初步证明流感病毒可能通过抑制胚胎心脏发育相关基因的表达,影响胚胎心脏发育过程,致使先心病的发生。     

Tbx18-Cre基因敲入小鼠的繁殖、鉴定及其应用

为了探讨Tbx18-Cre基因敲入小鼠(Tbx18:Cre knock-in Mus musculus)的繁殖、鉴定及Tbx18基因敲除小鼠和遗传示踪小鼠模型的应用,将Tbx18-Cre基因敲入杂合子小鼠进行繁殖,应用PCR法鉴定其子代基因型。将子代雌雄杂合子小鼠互交,应用H.E染色观察Tbx18基因敲除胚鼠心的形态学变化。将杂合子小鼠与RosaEYFP报告小鼠交配,应用心冰冻切片技术观察Tbx18:Cre/Rosa26REYFP双转基因遗传示踪胚鼠心内Tbx18阳性心外膜祖细胞发育命运。结果表明,用于繁殖、基因敲除研究及基因遗传示踪的子代基因型均符合孟德尔遗传规律。同时心H.E染色和心冰冻切片发现,Tbx18敲除小鼠心窦房结发育存在缺陷,而Tbx18阳性心外膜祖细胞是心发育重要的祖细胞来源。研究结果揭示,Tbx18-Cre基因敲除小鼠是研究先天性心脏病发病机制的理想模式动物,Tbx18阳性心外膜祖细胞可能是心脏病患者心脏修复和再生潜在的种子细胞。     

脊椎动物心脏形态发育的转录调控

转录因子以组织特异性和数量的方式调节基因的表达,是胚胎发育中的主要调节因子.目前已经鉴定了一些特异性调节心脏基因的转录因子,最近又发现显性遗传转录因子的突变能引起人类先天性心脏缺陷,将心脏发育转录因子的研究直接与医学联系起来.尽管这方面的研究已经很广泛了,但心脏发育的转录调控仍不很清楚.本文对心脏转录因子及其作用研究的最新进展进行了综述.     

转录因子GATA6在心血管疾病中的作用及其调控机制

GATA转录因子家族由6个成员组成(GATA1～GATA6),在参与调节多种细胞的生长和分化、细胞的存活以及机体功能的维持等方面具有着重要作用。转录因子GATA6属于GATA家族的一员,目前的研究已经证实GATA6在人类心脏分化发育过程中起着至关重要的作用。其基因突变不仅能引起多种先天性心脏疾病,还能干扰心脏传导系统而促发心律失常,同时也是扩张性、肥厚性心肌病发病的遗传因素。此外,转录因子GATA6与临床中最为常见的冠心病也有一定的关联性,由于体内存在多基因联合作用,使得两者之间的关系变得更为复杂。本文主要综述了转录因子GATA6在先天性心脏病、心脏传导系统、心肌病、心血管病相关危险因素以及其他类心血管疾病等方面的研究进展,以期为未来的个体化基因治疗提供遗传学基础,并能促进基础研究向临床医学转化的发展。     

单细胞转录组测序技术在心脏发育、疾病以及医学中的应用

单细胞转录组测序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)可以在单细胞水平描绘出每个细胞同一基因的表达量在不同细胞间的表达水平差异,使得在单细胞水平重新认识各种组织器官成为可能。目前对心脏的测序研究正从传统的普通转录组水平过渡到单细胞水平,对小鼠和人的心脏的测序陆续地发表出来。概述了scRNA-seq在心脏发育、疾病以及医学中的应用,讨论了scRNA-seq技术在胚胎心脏发育、心脏细胞的异质性以及在心脏血管方面、多能干细胞分化心血管细胞模型和先天性心脏畸形的进展和存在问题,对scRNA-seq技术对心脏发育、心脏再生、心脏病和单细胞个性化医疗等方面作出展望。     

产前超声诊断结果与胎儿先天性心脏病结局的相关性及危险因素分析

摘要 目的：对比先天性心脏病胎儿与正常胎儿的产前超声差异，分析产前超声诊断结果与胎儿先天性心脏病的相关性及危险因素。方法：选取我院2018年12月到2020年12月共收治的80例有先天性心脏病胎儿的孕妇作为研究对象，将其分为观察组，另选取健康胎儿的80例孕妇进行对比研究，将其分为对照组，对所有孕妇进行彩色多普勒超声进行诊断，分析观察组超声诊断与最终结果，对比两组胎儿的超声诊断情况，并对孕期胎儿先天性心脏病的风险因素进行单因素与多因素logistic回归分析。结果：通过尸检和出生后随访最终确定结果与超声诊断结果对比无显著差异（P＞0.05），超声诊断中有3例漏诊；由于卵圆孔直径大于6 mm、心内膜垫缺损（Endocardial cushion defect, ECD）和单心房胎儿没有正常的四腔心结构，因此无法进行腔室内径的测量，对其他观察组患儿进行测量之后发现，观察组患儿左心发育不全综合征（hypoplastic left heart syndrome, HLHS）的左心房与左心室、法洛氏四联症（Tetralogy of Fallot, TOF）右心室、室间隔缺损（Ventricular Septal Defect, VSD）右心室内径明显低于对照组（P＜0.05）；对可能造成胎儿先天性心脏病的高风险因素进行分析发现，两组孕妇的孕期早期服药、高龄产妇以及家族心脏病史情况对比差异显著，观察组明显更高（P＜0.05）；对所有因素进行赋值，其中"是"或"有"为1，"否"或"无"为0。通过logistic回归分析发现只有孕期早期服药和家族心脏病史为胎儿先天性心脏病的独立危险因素（P＜0.05）。结论：对孕妇进行综合产前超声诊断胎儿先天性心脏病的准确率较高，与最终结果无明显区别；虽然高龄孕妇与胎儿先天性心脏病具有一定关系，但是只有孕期早期服药和家族心脏病史是胎儿先天性心脏病的独立危险因素。     

Science:先天性心脏病和神经发育延迟相伴而来

正近年来,患严重先天性心脏病的儿童相比过去而言会拥有更好的生活条件,这或许得益于先进的外科手术技术的开发;但研究者却发现,某些心脏手术恢复的患儿大脑发育却存在了一定的延迟效应,这包括认知、语言和社交功能损伤等,而这种损伤或许会影响这些儿童日后在学校,乃至进入到社会上的工作和生活,同时还会降低患儿的总体生活质量。流行病学调查数据显示,中度至重度先天性心脏病患儿出现神经发育延迟的风险是其他儿童的10倍以上,近日一项刊登在国际杂志     

心脏发育和疾病的表观遗传调控机制

表观遗传调控机制是后基因组时代的重点研究领域,当前许多证据表明表观遗传学调控心脏发育进程,参与多种心脏疾病的调控。本文综述了DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物和microRNAs在心脏发育中的作用,以及在动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌缺血、心肌纤维化等心脏疾病中表观遗传调控的研究进展,同时概述了生物活性食品化合物在心脏保护中的作用,为心脏发育的分子机制研究和心脏疾病的预防与治疗方向提供新的视角。     

婴幼儿先天性心脏病术后胃肠营养的应用与护理研究进展

先天性心脏病作为一类常见的先天性畸形疾病，不仅会导致患儿心功能障碍，同时也会严重影响患儿生长发育的情况，在进行心脏手术时，先天性心脏病患儿往往会出现营养不良的情况，因此在术后进行有效的胃肠营养是减少并发症发生、提高手术效果的重要途径。目前常用的胃肠营养方式是经口进食和经鼻胃管，前者对患儿的吞咽、吸吮功能有一定的要求，后者是患儿术后前期最主要的营养途径，通过胃肠营养能够有效提高先天性心脏病患儿的术后治疗效果。胃肠营养也对护理提出了新的要求，护理人员需要注意对胃管的护理管理、对营养物的选择和使用，同时需要注意对患儿进行感染预防，减少胃肠道不良反应的发生，通过高质量的护理治疗保障先天性心脏病患儿的手术效果。     

心脏发育过程中的信号调控机制研究

我国是出生缺陷高发国家,其中先天性心脏病在各类出生缺陷中居于首位,严重地影响我国的人口素质.同样,后天性心脏血管疾病（心血管疾病）也是影响国民健康和社会发展的主要疾病.近年来研究表明,所谓＂后天性＂心脏血管疾病虽然大多不在胚胎期表现出功能异常,但遗传因素在发病过程中也起关键作用,因此,＂后天性＂心血管疾病也有其发育生物学基础.在一些心血管疾病中,胚胎发育基因如ANF和β-MHC的表达说明胚胎发育的某些机制参与了发病过程.由于出生缺陷和心血管疾病的防治是我国公共卫生和社会发展中亟待解决的重大健康问题,了解心血管系统正常发生发育规律和机制及发病机理并在此基础上建立新的防治策略和防治措施是生命科学需要解决的重大基础科学问题.本文主要综述了目前模式动物,特别是小鼠心脏发育过程中的信号传导调控机制的研究现状及进展.     

科研快讯

正Nat Commun:先天性心脏病和新生儿肾脏缺陷存在遗传关联在新生儿中,肾脏和泌尿道的结构性缺陷的比例在0.5%。该缺陷被认为是晚期肾脏衰竭的首要原因,但该缺陷的遗传病因还不是很清楚。美国马塞诸塞大学医学院的研究人员通过对小鼠模型的研究发现,引起先天性心脏病的遗传突变也会造成肾脏的结构     

端粒长度及端粒酶活性与儿童先天性心脏病发病机制的相关性研究

目的:探讨不同年龄儿童外周血白细胞端粒长度及端粒酶活性与儿童先心病发病机制的相关性.方法:采用实时荧光定量PCR检测先天性心脏病2个年龄组及健康受试者外周血白细胞的端粒长度及hTERT mRNA(端粒酶催化亚基).比较相同年龄的先天性心脏病与健康受试者外周血白细胞的端粒长度及hTERT mRNA差异,并比较不同年龄组间外周血白细胞的端粒长度及hTERT mRNA差异.结果:先天性心脏组3-6岁组的受检者及健康受试者3-6岁组平均外周血白细胞端粒(1.63± 0.61)长于先天性心脏组7-10岁组的受检者及健康受试者7-10岁组(1.36± 0.46)(t=1 1.37,P＜0.05);各组均无端粒酶表达.结论:外周血白细胞的端粒长度随着年龄的增长而缩短.端粒酶活性与先天性心脏病发病并无直接相关性.     

脊椎动物心肌基因表达的分子调控

鉴定在心脏发育过程中指导心脏形成的分子途径,将对心脏是如何形成和这些途径的打断如何导致先天性以及后天性心脏病的发生提供一个基本的认识,尽管脊椎动物骨骼肌和心肌看起来很相似,然而,它们的细胞谱系的特化和模式化是由不同的基因推动的,已知有几个转录因子家族在心肌发育和模式建成中发挥重要作用,包括MADS同源盒蛋白MEF2和SRF,螺旋-环-螺旋HAND因子,锌指GATA-4/5/6因子和NK-2同源异型因子,这些转录因子能激活心脏目标基因,从而调控心肌基因的表达.     

先天性心脏病患者皮纹波动不对称性的研究

本文采用随机整体抽样的方法分析了先天性心脏病患者129例(男性59例, 女性70例) 和正常对照人群133例(男性69例, 女性64例) 13项皮纹波动不对称性(Fluctuating asymmetry, FA)的分布特征。结果表明: (1)先天性心脏病患者组与正常对照组在13项皮纹波动不对称性指标中均未出现显著性别差异; (2)先天性心脏病患者组与正常对照组在FAⅥ(P<0.05)和FAⅦ(P<0.01)两项有显著性差异, 表现为患者组明显增高, 提示先天性心脏病患者在胚胎发育早期易受到环境因素影响, 具有较高的发育不稳定性。     

30例心脏直视手术的护理配合体会

随着体外循环下心内直视手术的广泛开展,对先天性心脏病、心脏瓣膜等疾病实施手术治疗的技术已成熟和安全。我院自2007年6月至2009年5月对30例心脏病患者实施手术治疗,现将手术护理配合总结如下。     

先天性黄斑缺损的遗传

先天性黄斑缺损,系属先天性视网膜脉络膜发育异常,在眼组织的先天性畸形中实属罕见。我们今遇一家系,5代连续出现患病者,但有关该病遗传方面的问题,国内尚未见有报道,现将此家系罹患此病的遗传方式略加论述,并介绍如下。     

先天性心脏病中的纤毛缺陷

<正>据2015年5月28日《Nature》报道,识别能引起先天性心脏病(CHD)的基因一直具有挑战性,部分是由于将致病性突变同随相序列基因变异区分开来存在困难。因此,Cecilia Lo及同事通过将大规模正向遗传筛选与化学诱变相结合来恢复引起先天性心脏病的突变。他们识别出218个这种疾病的小鼠模型,并用全外显子组测序在61个基