Tuvastati südame hüpertroofia ja taastumisega seotud geenid

Tuvastati südame hüpertroofia ja taastumisega seotud geenid
Tuvastati südame hüpertroofia ja taastumisega seotud geenid
Anonim

BERKELEY, CA – Esimeses uuringus, milles kasutati robot-mikrokiibi tehnoloogiat hiirte kogu südamekoe skriinimiseks, leiti 55 geeni, mis on seotud südame hüpertroofiaga; Esmakordselt seostati haigusseisundiga 30 geeni ja üle poole neist olid täiesti uudsed. Veelgi enam, avastuses, mida poleks tehtud standardsete biokeemiliste meetoditega, leiti, et kaheksa geeni on seotud ainult hüpertroofiast taastumisega (regressioon).

"Südame hüpertroofia tekib siis, kui süda on stressi all – näiteks kõrge vererõhu tõttu või kui mõned südamerakud surevad ja teised peavad ülekompenseerima," selgitab Carl Friddle energeetikaministeeriumi Lawrence Berkeley riiklikust laboratooriumist, kus uuring tehti. sooritatud."Jagunemise asemel kasvavad rakud suuremaks. Esialgu on sellest kompensatsioonist abi, kuid liigne hüpertroofia võib mõned rakud tappa, mis suurendab stressi, mistõttu ellujäänud rakud kasvavad veelgi suuremaks – see on jooksev tsükkel, mis võib lõppeda südamepuudulikkusega."

"Hüpertroofia ei sõltu teistest südamehaiguste riskifaktoritest, nagu kõrge vererõhk," ütleb James Bristow, Berkeley Labi personaliteadlane ja San Francisco California ülikooli pediaatria dotsent. "Te saate ravida kõrget vererõhku ja kui vererõhk langeb, võib hüpertroofia täielikult taanduda või mitte. Patsiendid võiksid kasu saada, kui saaksime seda otse ravida."

Hüpertroofia ja regressiooni kõikides faasides osalevate geenide seoste mõistmiseks rakendasid Bristow ja Friddle mikrokiibi tehnikaid, mida Friddle oli õppinud Stanfordi ülikooli Pat Browni laboris. Hiljem, töötades Edward Rubini genoomiteaduste osakonnas Berkeley Labi bioteaduste osakonnas, kasutas Friddle seda tehnikat kuni 10 000 geeni ekspressiooni jälgimiseks korraga.

"Hiire genoomi hinnanguliselt 100 000 geenist on praeguseks iseloomustatud enam kui 4000 ja lähitulevikus loodame, et veel 8000 kirjeldatakse hästi," ütleb Friddle. "Microarray tehnoloogia suudab vaadata kõiki neid teadaolevaid geene korraga ja näha, millised ekspresseeruvad hüpertroofia erinevates etappides. Lõpuks saame vaadata kogu genoomi."

Südame hüpertroofia kutsuti esile noortel isastel hiirtel, manustades ühe kuni kahe nädala jooksul ravimeid angiotensiin II või isoproteronooli. Pärast ravimite ärajätmist normaliseerus südame kaal nendes rühmades. Hiirtele sobitatud rühmas, mis toimisid kontrollidena, anti ainult soolalahust.

Hüpertroofia ja taastumise iga etapi testimiseks ekstraheeriti südamekudedest igapäevaste intervallidega RNA, sealhulgas RNA, mis esindas kõiki aktiivseid geene igas rühmas.

Selleks, et näha, millised geenid olid aktiivsed, paigutasid robot-mikromassiivi tihvtid geenifragmentide punktid genoomiteaduste osakonna kloonitud geenide raamatukogust mikroskoobi slaididele.Iga geenifragment on võimeline seonduma sõnumitooja RNA-ga (mRNA), mis kodeerib konkreetse geeni valguprodukti.

Südamekoest ekstraheeritud Messenger RNA asetati igale slaidile. Hüpertrofeerunud südamete mRNA märgistati punaselt fluorestseeruva värviga, normaalsetest südametest aga roheliselt fluorestseeruva värviga. Mõlemat tüüpi kudede mRNA segati kokku ja lasti reageerida tuhandete geenifragmendi ahelatega mikroskoobi slaidil.

Laserskanner erutas värvained. Täpp, mis helendas rohkem punaselt kui roheliselt, tähistas geeni, mis oli selles hüpertroofia või taastumise etapis aktiivne. Roheliselt helendav laik tähistas normaalse südame poolt tugev alt ekspresseeritud geeni. Arvuti võrdles slaidide kujutisi, et tuvastada erinevaid aktiivseid geene: laigud, mis ei helendanud või helendasid vaid nõrg alt, tähistasid geene, mida südamerakud väljendavad nõrg alt või üldse mitte.

"Kuna südame hüpertroofiat on põhjalikult uuritud, on sellega seotud juba umbes 300 geeni, " ütleb Bristow. "Kuigi leidsime vaid 55, olid enam kui pooled neist uued."

Friddle märgib, et "peamine põhjus, miks me rohkem ei tuvastanud, kuigi me vaatasime ainult umbes viit protsenti hiire genoomist, on see, et tahtsime veenduda, et meil pole valepositiivseid tulemusi. Küsimus ei ole selles, kui suur on väljendiefekt, vaid selles, kas väljendit saab kopeerida."

Teadlased kontrollisid selliseid tegureid nagu ravimite põhjustatud geeniekspressioon, mitte hüpertroofia ise. Nad kõrvaldasid ka arvukad väljenduse varieeruvuse allikad, "sealhulgas mõned nii juhuslikud, et võite sama hästi süüdistada neid Kuu faasis," ütleb Bristow. "Kuid kasutades Berkeley Labis ettevõttesisest mikrokiibi analüüsi, suutsime teha arvuk alt replikatsioone – kui nägime korduv alt muutusi geeni ekspressioonis, teadsime, et see on tõeline."

Kogu kudesid hõlmava lähenemisviisi oluline tulemus, kasutades aja jooksul korduvaid mikrokiibi analüüse, oli ainult regressioonifaasis ekspresseeritud geenide tuvastamine."Hüpertroofiat on uuritud kuni surmani," ütleb Bristow, "kuid taandarengule on pööratud üllatav alt vähe tähelepanu. Kui me teame, millised geenid südame hüpertroofiast taastumise ajal ekspresseeruvad, võib meil olla võimalik stimuleerida neid üleekspresseerima – üks esimesi esimesi geene. asjad, mida tahame uurida, on võimalikud viivad regressiooni terapeutiliseks muutmiseks."

Friddle, Bristow ja nende kolleegid Teiichiro Koga ja Edward M. Rubin teatavad oma uuringu tulemustest artiklis pealkirjaga "Ekspressiooniprofiilide koostamine paljastab erinevad geenikomplektid, mis on muutunud südame hüpertroofia esilekutsumisel ja regressioonil". National Academy of Sciences, 6. juuni 2000, mis on avaldatud Internetis. Uuringut toetasid riiklikud tervishoiuinstituudid ja energeetikaosakond.

Berkeley Lab on USA energeetikaministeeriumi riiklik labor, mis asub Californias Berkeleys. See viib läbi salastamata teadusuuringuid ja seda haldab California ülikool.

Populaarne teema