Nature子刊丨基因敲除鼠助力南京大学杨中州团队揭示内质网稳态及内质网-线粒体互作调控心脏发育的分子机制
导言
之前胚胎心血管一般由心子宫子宫子宫內膜厚度阻止及心肌阻止分为。在这其中,心子宫子宫子宫內膜厚度分布点于的心血管内接触面,规模满足,与心肌小梁密切相连接,对心肌小梁非均质化健康发展推动最很重要的改善目的。心子宫子宫子宫內膜厚度健康发展异常情况会带来心肌小梁健康发展一些缺陷,会造成心肌非均质化不全、心肌变宽及心职能不全,比较病症严重会造成精力哀竭,有极为严重每个人健康发展及能。到目前为止相等Notch数据信号在心子宫子宫子宫內膜厚度健康发展的时候中起着极为最很重要的改善目的,但在体细胞器品质对心子宫子宫子宫內膜厚度健康发展的结识则知之很少。以往研究发现,甘油-3-磷酸酰基转移酶4(GPAT4)全身基因敲除鼠会出现胚胎致死及心脏发育异常现象。南京大学医学院杨中州团队与澳大利亚南威尔士大学杨洪远、河北医科大学高明明实验室合作,通过对GPAT4全身敲除及心内膜特异性敲除小鼠模型的系统分析,首次揭示GPAT4功能缺失导致心内膜发育异常并进而影响到心肌发育的特异调控机制。
研究发现,GPAT4缺失会引发内质网应激,进而导致内质网-线粒体接触异常、线粒体钙超载及mtDNA泄漏,这些细胞器水平的变化激活了cGAS-STING-一型干扰素通路,最终造成心内膜发育障碍和心肌致密化不全。该研究不仅阐明了GPAT4在心脏发育中的关键作用,更为心肌致密化不全的发病机制提供了细胞器互作层面的新解释,也为相关先天性心脏病的治疗提供了潜在干预靶点。近日,该研究成果发表于Nature Communications,影响因子14.7【1】。
研究结果
杨中州团队图片塑造出了内皮神经元膜敲除(Tie2-Cre介导)及心內膜神经元膜敲除(Nfatc1-Cre介导)Gpat4的小鼠,察觉到GPAT4特点损坏出来心內膜健康不正确齐头并继而引响到心肌健康,确切了GPAT4对心內膜健康的特异改善特点。以来,大家 应用整体及内皮神经元膜敲除小鼠的心聚集,采取基因组表达爱谱探讨,察觉到cGAS-STING及一型不电磁干扰素的发生反应径路被更改密码开通,该径路的太过更改密码开通会影起神经元膜凋亡。继而,大家 察觉到心內膜神经元膜GPAT4特点损坏出来内质网应激发生反应,吸引内质网-线粒体接触性及网络通信增长,钙亚铁离子由内质网打开线粒体,出来线粒体钙限载,线粒体被影响,至少的DNA肇事至线粒体内,更改密码开通cGAS-STING及一型不电磁干扰素的发生反应,决定出来心內膜健康退化,心肌小梁紧密化出来心理障碍,心肌及心健康出来不正确,出来胚胎秒杀。结论
该探讨出现内质网稳定及内质网-线粒体互称兄道弟心子宫内膜厚度骨骼发育的重要的宏观调控功效,在生殖细胞器技术水平益处正确理解心肌高密度化不全的出现机制。本研究中使用的小鼠模型,具体品系见下表:
品系简单来说就是 | 品系序号 |
Ifnar1-KO | T005534 |
Sting1-KO | T012747 |
Gpat4-flox | T018147 |
参考文献
【1】Zhao, T., Jin, K., Wang, X. et al. GPAT4 sustains endoplasmic reticulum homeostasis in endocardial cells and safeguards heart development. Nat Commun 16, 3345 (2025). //doi.org/10.1038/s41467-025-58722-5