【心脏类器官】复旦大学附属妇产科医院王红艳发文:microRNA-187升高导致心脏内皮发育不良,通过抑制NIPBL促进CHD

文摘   2024-12-10 17:00   江苏  



2024年11月,复旦大学附属妇产科医院王红艳教授团队在期刊《Journal of Clinical Investigation》(IF:13.3)在线发表题为:Elevated microRNA-187 causes cardiac endothelial dysplasia to promote congenital heart disease through inhibition of NIPBL 的高水平研究论文。






论文摘要




心脏内皮细胞对心脏发育至关重要,破坏这一过程可能导致先天性心脏病(CHD)。然而,miRNA如何影响冠心病患者的心脏内皮细胞尚不清楚。本研究确定了CHD胎儿胚胎心脏内皮细胞中miR-187表达升高。
使用条件敲入模型,我们发现胚胎内皮细胞中miR-187水平的升高会诱导纯合子胎鼠患冠心病,与人类冠心病密切相关。从机制上讲,miR-187靶向NIPBL,NIPBL负责招募内聚蛋白复合物并促进染色质的可及性。因此,miR-187的内皮细胞特异性上调抑制了NIPBL,导致染色质可及性降低和基因表达受损,阻碍了内皮细胞发育,最终在体外和体内导致心脏间隔缺损和心脏大小减小。
重要的是,外源性miR-187在人类心脏类器官中的表达模拟了心脏内皮细胞的发育缺陷,可通过NIPBL补充逆转。我们的研究结果表明,miR-187/NIPBL轴是一种有效的调节因子,通过减弱许多内皮基因的转录来抑制心脏内皮细胞发育,我们的小鼠和人类心脏类器官模型有效地复制了轻微扰动引起的严重缺陷。


这一发现表明,靶向miR-187/NIPBL通路可能为冠心病提供一种有前景的治疗方法。





创新点





  1. 研究首次发现miR-187在CHD胎儿的胚胎心脏内皮细胞中表达升高,并且通过条件性敲入模型展示了miR-187水平的增加能在小鼠中诱导CHD,这与人类CHD有密切的相似性。
  2. 揭示了miR-187通过靶向NIPBL(负责招募粘连蛋白复合体并促进染色质可及性的关键蛋白)来抑制心脏内皮细胞的发育,这一机制之前未被报道。
  3. 利用Tek(Tie2)启动子特异性地在内皮细胞中表达miR-187,创建了一种新的小鼠模型,这种模型能够模拟人类CHD的表型,为研究内皮细胞异常导致的CHD提供了新的工具。
  4. 使用了人类心脏类器官来模拟miR-187诱导的心脏发育缺陷,这一模型为研究CHD的发育机制、功能和病理提供了新的体外模型,并为潜在的药物发现提供了平台。
  5. 通过ATAC-seq和CUT&Tag-seq技术,揭示了miR-187/NIPBL轴如何影响染色质的可及性和基因表达,特别是在心脏内皮细胞发育中的关键基因,这一发现为理解CHD的分子机制提供了新的视角。





文献精读





Q1:miR-187是如何影响心脏内皮细胞发育的?

A:miR-187通过靶向NIPBL来影响心脏内皮细胞的发育。NIPBL是一种负责招募粘连蛋白复合体并促进染色质可及性的蛋白。miR-187的上调抑制了NIPBL,导致染色质可及性降低和基因表达受损,这阻碍了内皮细胞的发育,并最终在体内外模型中导致了心脏隔缺损和心脏尺寸减小。


Q2:研究中使用的miR-187敲入模型小鼠有哪些表型?

A:研究中创建的miR-187敲入(KI)小鼠模型表现出与人类CHD相似的表型。这些表型包括心脏尺寸减小、体重降低、心脏/体重比例和心脏重量显著降低。此外,通过超声心动图评估,miR-187-KI小鼠的射血分数和室间隔显著低于野生型小鼠。在组织学分析中,miR-187-KI小鼠显示出心室间隔缺损(VSD)和主动脉骑跨等人类CHD样的心脏缺陷。


Q3:人类心脏类器官(HFO)在这项研究中扮演了什么角色?

A:HFO在这项研究中被用作模拟miR-187诱导的心脏发育缺陷的体外模型。HFO能够模拟早期心脏发育,并包含多种细胞类型,包括内皮细胞。研究发现,miR-187过表达的HFO生长缓慢,与NIPBL敲除小鼠中观察到的心脏畸形相似。通过补充NIPBL,可以恢复HFO的正常心脏形态,这表明靶向miR-187/NIPBL可能是治疗CHD的有前景的策略。





结果图










原文链接




原文链接:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39585787/




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