這是一個醫(yī)學(xué)謎團：當匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家在小鼠卵子中誘導(dǎo)出一種特殊的基因突變時，產(chǎn)生的胚胎將在一周內(nèi)全部死在子宮內(nèi)。
然而，具有相同麻煩基因的人正在蓬勃發(fā)展。
“這個基因顯然是非常有害的——老鼠甚至沒有心跳，更不用說活到出生了，”皮特發(fā)育生物學(xué)系杰出教授和 F. Sargent Cheever 主席 Cecilia Lo 博士說。“這讓我們想知道：我們認識的人是如何攜帶這種基因的?”
研究小組發(fā)現(xiàn)一種保護性基因正在對抗壞基因，這解釋了為什么一些攜帶這種非常有害基因的人不僅幸存下來，而且只有房間隔缺損——心臟上的一個洞。今天在Cell Reports Medicine上報道的研究結(jié)果提供了有價值的臨床和個人信息，以指導(dǎo)有該病史的家庭，并可能導(dǎo)致未來的基因治療。
先天性心臟病是最常見的出生缺陷之一，影響約 1% 的活產(chǎn)兒。房間隔缺損——包括心臟上腔之間的壁上的一個洞，使血液以可能損害心臟和肺的方式流動——是最常見的先天性心臟病形式之一，影響多達 10,000 名嬰兒每年在美國出生。
Lo 的團隊與匹茲堡 UPMC 兒童醫(yī)院兒科心力衰竭和心臟移植項目的醫(yī)學(xué)主任、醫(yī)學(xué)博士、理學(xué)碩士 Brian Feingold 合作，從一個家庭的八名成員那里獲得了基因樣本，這些成員都患有大的房間隔缺損。全基因組測序顯示，他們都攜帶一種名為 TPM1 的基因極其罕見的突變，這種突變并未出現(xiàn)在來自先天性心臟病患者的 900 多個無關(guān)樣本中。在世界范圍內(nèi)，它只出現(xiàn)過兩次。
為了了解更多關(guān)于這種基因突變的信息，Lo 的團隊使用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)將這種突變引入小鼠胚胎。胚胎會正常發(fā)育到大約 8.5 天——正是心臟應(yīng)該開始跳動的時間——然后在沒有心跳的情況下死亡。共同主要作者、皮特大學(xué)博士后研究員 Xinxiu "Cindy" Xu 博士確定 TPM1 突變抑制了一種對心臟跳動至關(guān)重要的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。
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