人体内有个“抓娃娃机” 浙大专家发现其故障将

  浙江大学一项最新研究成果为治疗冠心病提供了新的潜在靶点。科研人员发现,一种线粒体基因突变将导致血管内皮损伤,进而诱发冠心病。相关论文近日在国际著名期刊《核酸研究》在线发表。

  线粒体是人体内一个十分关键的细胞器。它既是为我们提供能量的“发电厂”,又是代谢平衡等一系列重要生理活动的调控中心。浙大遗传学研究所管敏鑫教授课题组早在2011年就通过对心血管疾病患者的大规模筛查,发现线粒体基因突变是冠心病的危险因素之一。

  在最新的研究中,管敏鑫课题组深入揭示了一个特定位点的线粒体基因突变如何最终导致冠心病。科研人员将其比喻为出了故障的抓娃娃机。

  线粒体中存在着转运核糖核酸(tRNA),它像抓娃娃机一样,抓住和搬运氨基酸,以合成蛋白质。课题组发现,当线粒体发生基因突变时,原来正常折叠起来的三维结构发生异常,抓娃娃机就有麻烦了——首先,数量就直接减少;其次,留下来的那些tRNA中也大量出现“故障机”,导致抓不到娃娃的机率大幅上升。

  tRNA结合氨基酸整体比例降低,蛋白质合成减少,会引发下游一连串连锁反应:线粒体功能失常,最终导致内皮细胞凋亡水平增高。血管内皮损伤正是冠状动脉粥样硬化发生的根本原因之一。

  科研人员介绍,线粒体基因突变致病机制长期存在一个难题,即研究缺少生物实验样本。在本次研究启动时,人们尚无法对线粒体进行直接的基因编辑,无法通过基因编辑构建细胞或动物模型进行研究,还需要确定用病人的什么组织作为直接的实验素材。课题组最终巧妙地选取人脐静脉内皮细胞为实验对象,将其线粒体剔除,并提取患者淋巴细胞中基因变异的线粒体,将两者合二为一进行“杂交”,成功获得实验样本。

  管敏鑫表示,课题组从分子和细胞层面探讨了线粒体特定位点突变在冠心病病理过程中的作用,为冠心病的致病机制和治疗方法研究提供了新的视角。“这个首次验证的发病机理,为治疗发现新的潜在靶点。”课题组所使用的研究方法也将为其它线粒体疾病的组织特异性研究提供新的启发。