心脏病模型使细胞发挥作用

圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的研究人员通过测试细胞的速度，可以更有效地研究导致心脏病的突变。圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的研究人员通过测试细胞的速度，可以更有效地研究导致心脏病的突变。

　　

用动物来研究心脏病并不总是能很好地转化为人类健康的结果，而且用于研究的人类心脏细胞在人体外也不起作用。

圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院(McKelvey School of engineering)生物医学工程助理教授纳撒尼尔·休布施(Nathaniel Huebsch)说:“你无法让它们长时间存活，更不用说在人体之外长时间发挥功能来研究这些过程了。”Huebsch正在研究一种引起肥厚性心肌病(HCM)的突变细胞，这种疾病可以在几乎没有预警的情况下引发心力衰竭。

Huebsch和他的同事们通过诱骗干细胞，使其表现得像成熟的心脏细胞，诱导多能干细胞(iPSC)衍生的心肌细胞表现得像携带导致HCM的突变的成年心脏细胞，从而绕过了这个挑战。他们在最近发表在《科学》杂志上的一篇论文中详细介绍了他们的发现。

为了使干细胞像成熟的心脏细胞一样发挥功能，科学家们在“机械压力”的训练营中运行这些细胞。从本质上讲，他们试图复制心脏细胞作为运动肌肉的一部分所经历的运动和阻力。如果他们将干细胞附着在坚硬的界面上，细胞必须“工作”来拉动它。心脏细胞的工作也可能是突变如何导致疾病的关键。

麦凯维工程学院(McKelvey engineering)生物医学工程教授乔纳森·席尔瓦(Jonathan Silva)是这项研究的合著者，他说，患有HCM的人经常会出现电性心律失常，但这种突变与编码电活动的基因相去不远。

突变发生在基因组中负责机械编码的部分，即挤压被称为肌节的蛋白质。如果运动蛋白有问题，为什么电流会受到影响?

席尔瓦说:“这就像即使水管有问题，灯也会熄灭。”

通过这项新研究，Silva和Huebsch现在对为什么会出现这种情况有了更好的了解。

Huebsch说，这些肌球蛋白结合蛋白C (MYBPC3+/?)突变导致肌丝结构发生非常微妙的变化，肌丝是细胞中将钙转化为力的部分。在HCM中，机械应力突变似乎影响了钙进入细胞的方式，以至于它使细胞容易发生心律失常。

Silva说，这项研究推动了这一领域的发展，因为心脏中机械和电功能之间的联系还没有得到很好的研究，这项工作表明了机械蛋白的遗传变异是如何导致电问题的。

利用计算工具，Silva希望找到哪些特定的钙通道被破坏，修补药物，机械应力和不同的方法来预测患者的结果。