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Cell最新研究成果:GATA4和TBX5对心脏发育的协同调控

格莱斯顿研究所的科学家最近发现,单个基因GATA4的突变与两种心脏疾病相关,其中一种是引起胎儿发育过程中心脏缺损,另一种是胎儿心脏不能发育。在心脏发育过程中,基因GATA4和TBX5共同起作用。该发现最近发表在著名科学杂志《Cell》上。

大约百分之一的新生儿忍受着先天性心脏病的折磨,其中心脏中隔缺损是常见的心脏发育不全类型。GATA4基因突变是心脏中隔缺损的原因之一,这个基因在心脏发育和维持正常心脏功能中至关重要。

研究者们对一个患有先天性心脏病的家族进行了研究,这个家族中,约有一半的孩子都患有先心病,他们都有一个共同点,那就是相同的GATA4基因单碱基突变。而家族中的另一部分人,带有同样的GATA4突变,却在长大后患上了另一种心脏疾病——心脏泵血功能紊乱。

研究者们难以解释为何同样的位点突变会导致两种不同的疾病。他们将这个家族的皮肤细胞重编程获得心肌细胞,通过观察心肌细胞进行研究。

结果发现,GATA4基因突变会抑制TBX5(另一个重要的心脏发育和细胞收缩调节因子)。GATA4TBX5这两个基因协同作用才能激活心脏发育和功能维持所需的基因。如果其中一个基因发生突变,另一个基因就不能单独执行功能,最终的结果就是他们调控的整个网络都发生紊乱、诱发心脏疾病。

参考文献:Yen-Sin Ang, Renee N. Rivas, Alexandre J.S. Ribeiro, Rohith Srivas, Janell Rivera, Nicole R. Stone, Karishma Pratt, Tamer M.A. Mohamed, Ji-Dong Fu, C. Ian Spencer, Nathaniel D. Tippens, Molong Li, Anil Narasimha, Ethan Radzinsky, Anita J. Moon-Grady, Haiyuan Yu, Beth L. Pruitt, Michael P. Snyder, Deepak Srivastava. Disease Model of GATA4 Mutation Reveals Transcription Factor Cooperativity in Human Cardiogenesis. Cell, 2016; 167 (7): 1734 DOI: 10.1016/j.cell.2016.11.033