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病態(tài)竇房結(jié)綜合征（ Sick Sinus Syndrome, SSS），又稱竇房結(jié)功能障礙，是指心臟的天然起搏器（竇房結(jié)）不能夠正常產(chǎn)生有節(jié)律的心律，從而導(dǎo)致心律失常的一類衰老相關(guān)的疾病。SSS 主要臨床癥狀表現(xiàn)為竇性停搏、心動過緩或過速、以及房顫等。據(jù)估算，每 600名 65 歲以上的成年人中就有 1 例患SSS[1]；持續(xù)有癥狀性的SSS 可導(dǎo)致心臟或身體的供血不足，嚴(yán)重可引起心衰和心臟驟停，危及生命。據(jù)統(tǒng)計，SSS也是導(dǎo)致患者需要植入人工起搏器的最常見適應(yīng)癥 [2] 。SSS具有一定的家族遺傳性，可由致病基因突變所導(dǎo)致。有效分離發(fā)現(xiàn)在竇房結(jié)組織中高效表達的 SSS致病基因?qū)σ赘腥巳旱娘L(fēng)險分級、疾病診斷并發(fā)展藥物治療靶點具有重要的理論指導(dǎo)意義。但是，基于SSS是一類與衰老相關(guān)、發(fā)展緩慢的疾病，加之其外顯率通常較低的特點，目前已知的SSS致病基因數(shù)量非常有限，其發(fā)病的分子機制更有待進一步的闡明。

2022年10月18日，美國梅奧醫(yī)院徐曉雷/丁永和等團隊合作在eLife雜志在線發(fā)表了題為“A phenotype-based forward genetic screen identifies Dnajb6 as a sick sinus syndrome gene” 的研究進展 。該研究通過結(jié)合斑馬魚遺傳篩選和小鼠動物模型發(fā)現(xiàn)并初步闡明Dnajb6是一個新的病態(tài)竇房結(jié)綜合癥致病基因。

在前期研究中，美國梅奧醫(yī)院Stephen Ekker和徐曉雷等團隊合作，在斑馬魚模式動物中建立了攜帶有Cre-loxP重組酶系統(tǒng)的、在轉(zhuǎn)座子插入導(dǎo)致靶基因突變的同時，又可通過熒光蛋白標(biāo)簽來實時報告靶基因編碼蛋白的時空表達模式和細胞器精確定位的、可有條件逆轉(zhuǎn)的新型轉(zhuǎn)座子插入誘變體系[3]。利用這一體系，該團隊收集了約1200個相關(guān)的斑馬魚突變體品系，為下一步在全基因組水平上對基因的功能注釋，以及研究人類相關(guān)疾病的分子基礎(chǔ)奠定了一定的技術(shù)和資源基礎(chǔ)。

本研究則進一步發(fā)展該斑馬魚轉(zhuǎn)座子插入誘變體系，將其應(yīng)用于心臟節(jié)律疾病相關(guān)的遺傳學(xué)研究。研究人員首先從609個斑馬魚轉(zhuǎn)座子插入突變體品系中富集了35個靶基因在心臟高效表達的突變體，然后應(yīng)用心電圖技術(shù)進行正向遺傳學(xué)篩選，成功的分離并確認了3個突變體品系在1.5-2年齡時具有顯著增加的竇性停搏的表型，類似人類衰老相關(guān)的SSS。通過對其中一個同時具有顯著心動過緩表型，并在心臟特異性表達熒光報告標(biāo)簽的突變體品系進行詳細表達譜分析發(fā)現(xiàn)，編碼分子伴侶蛋白的Dnajb6突變靶基因在斑馬魚和小鼠模型的起搏器（竇房結(jié)）組織中具有非常獨特的表達和定位模式。在斑馬魚模型中，Dnajb6可定位于竇房結(jié)和房室通道（Atrio-ventricular canal）(圖1)。在小鼠模型中，Dnajb6蛋白則主要富集于竇房結(jié)，并與竇房結(jié)組織中心臟起搏細胞特異性表達的HCN4蛋白部分共定位（圖2）。這些結(jié)果表明，通過斑馬魚正向遺傳學(xué)篩選可有效分離發(fā)現(xiàn)在竇房結(jié)組織中具有獨特表達模式的新型SSS致病基因。

圖1 斑馬魚GBT4AA/dnajb6b突變體顯示竇性停搏表型，其突變靶基因編碼蛋白定位于心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)

圖2 小鼠Dnajb6蛋白定位于竇房結(jié)組織，并與起搏器細胞特異性表達的HCN4蛋白共定位，其基因敲除小鼠顯示竇性停搏以及房室傳導(dǎo)阻滯表型

為了進一步闡明Dnajb6基因突變導(dǎo)致SSS的病理生理特征，研究人員應(yīng)用高分辨率熒光光學(xué)映射（Optical Mapping）動作電位技術(shù)對該Dnajb6基因敲除的小鼠雜合子突變體的竇房結(jié)心臟起搏器功能進行了詳細的電生理學(xué)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與野生型對照相比，Dnajb6基因敲除小鼠具有明顯心動過緩以及房室傳導(dǎo)阻滯的表型；并且，其心率表現(xiàn)為更為明顯的高度不規(guī)則性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，與野生型對照小鼠中其起搏器大多位于解剖學(xué)和功能上定義的竇房結(jié)組織區(qū)域內(nèi)不同，Dnajb6基因敲除小鼠中的起搏器大多數(shù)分布于竇房結(jié)組織之外的附屬心房和房間隔等區(qū)域（圖3）。這些電生理學(xué)的實驗分析結(jié)果提示Dnajb6基因功能缺失突變可能導(dǎo)致位于竇房結(jié)組織中主導(dǎo)起搏器細胞受到一定程度的抑制所導(dǎo)致的。

圖3 Dnajb6基因敲除小鼠的起搏器較為分散，多分布于竇房結(jié)組織之外的附屬心房和房間隔等區(qū)域

研究人員進一步結(jié)合應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組測序、計算機模擬以及竇房結(jié)組織抗體免疫熒光染色等技術(shù)手段對Dnajb6基因突變導(dǎo)致SSS的分子作用機制進行了初步的研究探索。首先，通過轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)107個在Dnajb6基因敲除小鼠右心房組織中差異表達的基因。其中，鈣調(diào)蛋白、離子通道編碼相關(guān)基因以及Wnt/β-Catenin信號通路相關(guān)蛋白編碼基因具有明顯的富集。與轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果一致的是，通過計算機模擬分析發(fā)現(xiàn)Dnajb6基因敲除小鼠竇房結(jié)中最大電導(dǎo)率的L型Ca2+電流（ICa,L）、Na+/Ca2+交換器的最大傳輸速率以及T型Ca2+電流的電導(dǎo)均發(fā)現(xiàn)顯著異常。研究人員繼續(xù)通過抗體免疫熒光染色實驗發(fā)現(xiàn)在野生型小鼠的竇房結(jié)組織中，Dnajb6 與 Tbx3 蛋白的表達水平呈負相關(guān)關(guān)系（圖4）。對應(yīng)的是，在Dnajb6基因敲除小鼠中Tbx3蛋白的總體表達水平呈顯著降低趨勢。這些結(jié)果提示Dnajb6蛋白對Tbx3蛋白的表達可能具有抑制作用。考慮到Tbx3是一個已知的決定起搏器細胞特異性的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；同時，Tbx3又是Wnt/β-Catenin信號通路的一個重要轉(zhuǎn)錄元件；結(jié)合通過轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)Dnajb6基因敲除小鼠中鈣調(diào)蛋白和Wnt/β-Catenin信號通路相關(guān)蛋白編碼基因的差異表達等證據(jù)支持，研究人員設(shè)想：Dnajb6基因突變可能通過激活轉(zhuǎn)錄因子Tbx3的表達，進而干擾了鈣離子的動態(tài)平衡，從而導(dǎo)致竇房結(jié)自主調(diào)節(jié)機制異常的SSS致病機理。

圖4 小鼠竇房結(jié)組織中Dnajb6與Tbx3蛋白的表達水平呈負相關(guān)關(guān)系

最后，為了尋求DANJB6基因突變與人SSS的臨床相關(guān)性證據(jù)，研究人員分析了一個收集了6，469例SSS病例和1，000，187例對照組的全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）數(shù)據(jù)庫[4]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有4個DNAJB6的變異位點與SSS具有統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)性（P<0.05）。其中最顯著的一個變異位點：rs754941044（P=0.0193）位于潛在的剪切受體區(qū)域。因此，該剪切受體位點變異很可能對DNAJB6基因的正常功能具有顯著影響。這些人類遺傳學(xué)的分析結(jié)果初步提示DNAJB6基因突變與人SSS的發(fā)生具有潛在的相關(guān)性。

綜上所述，該研究通過結(jié)合斑馬魚和小鼠動物模型發(fā)現(xiàn)并驗證了Dnajb6基因是一個新的病態(tài)竇房結(jié)綜合征的致病基因；該研究初步闡明了Dnajb6基因可能通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Tbx3的表達來調(diào)控鈣離子的動態(tài)平衡，從而達到自主調(diào)節(jié)竇房結(jié)起搏器正常功能的潛在分子作用機制；本研究為應(yīng)用斑馬魚正向遺傳篩選從全基因組水平上系統(tǒng)性分離發(fā)現(xiàn)更多的心臟節(jié)律疾病相關(guān)的新基因提供了一個可借鑒的思路。

該論文的通訊作者是來自美國梅奧醫(yī)院的徐曉雷教授；第一作者是美國梅奧醫(yī)院、青島大學(xué)的丁永和教授。上海交通大學(xué)新華醫(yī)院的李毅剛教授，University of Wisconsin-Madison的 Alexey Glukhov 教授，和 University of California-Davis 的 Eleonora Grandi教授參與了此項研究。

參考文獻：

1. Dobrzynski H, Boyett MR and Anderson RH. New insights into pacemaker activity: promoting understanding of sick sinus syndrome. Circulation. 2007;115:1921-32.

2. Mond HG and Proclemer A. The 11th world survey of cardiac pacing and implantable cardioverter-defibrillators: calendar year 2009--a World Society of Arrhythmia's project. Pacing Clin Electrophysiol. 2011;34:1013-27.

3. Ichino N, Serres MR, Urban RM, Urban MD, Treichel AJ, Schaefbauer KJ, Greif LE, Varshney GK, Skuster KJ, McNulty MS, Daby CL, Wang Y, Liao HK, El-Rass S, Ding Y, Liu W, Anderson JL, Wishman MD, Sabharwal A, Schimmenti LA, Sivasubbu S, Balciunas D, Hammerschmidt M, Farber SA, Wen XY, Xu X, McGrail M, Essner JJ, Burgess SM, Clark KJ and Ekker SC. Building the vertebrate codex using the gene breaking protein trap library. Elife. 2020;9.

4. Thorolfsdottir RB, Sveinbjornsson G, Aegisdottir HM, Benonisdottir S, Stefansdottir L, Ivarsdottir EV, Halldorsson GH, Sigurdsson JK, Torp-Pedersen C, Weeke PE, Brunak S, Westergaard D, Pedersen OB, Sorensen E, Nielsen KR, Burgdorf KS, Banasik K, Brumpton B, Zhou W, Oddsson A, Tragante V, Hjorleifsson KE, Davidsson OB, Rajamani S, Jonsson S, Torfason B, Valgardsson AS, Thorgeirsson G, Frigge ML, Thorleifsson G, Norddahl GL, Helgadottir A, Gretarsdottir S, Sulem P, Jonsdottir I, Willer CJ, Hveem K, Bundgaard H, Ullum H, Arnar DO, Thorsteinsdottir U, Gudbjartsson DF, Holm H, Stefansson K and Consortium DG. Genetic insight into sick sinus syndrome. Eur Heart J. 2021;42:1959-1971.