Nature子刊:全球多家机构联合发现心律的遗传基础
2018/08/01
一项涉及全球多个机构、100多名研究人员的心脏基因组研究近日带来了新成果,揭示了与心脏电活动相关的生物过程的新知识,有望为预防和治疗心律或传导问题的药物研究提供新思路。

西雅图UW心脏中心的一名心脏病专家与一名患者一起在监视器上检查结果。来源: Clare McLean

相关研究于7月25日以“PR interval genome-wide association meta-analysis identifies 50 loci associated with atrial and atrioventricular electrical activity”为题发表在《Nature Communications》杂志。

先前研究

窦房结是心传导系统的重要组成部分,是心的正常起搏点;心房是心脏内部上面的两个空腔,是贮血器,起辅助泵的作用,在左边的叫“左心房”,在右边的叫“右心房”;心室是心脏内部下面的两个空腔,在左边的叫“左心室”,在右边的叫“右心室”。血液由心房压入心室后,由心室压入动脉,分别输送到肺部与全身的其他部分。

P-R间期是心电图的一部分(PR interval,以毫秒为单位),为心房开始除极到心室开始除极的一段时间,可以跟踪从心脏窦房结到心室的电流传导。研究人员对这一心脏记录特别感兴趣。

早期对双胞胎和家庭的研究表明,P-R间期的遗传率在40%到60%之间。这项涉及多个种族的大型研究使研究人员能够识别与心房传导相关的基因和过程。

Monitors in a UW Medicine Cardiac Electrophysiology Lab, where heart rhythm problems are treated. Credit: Clare McLean

发现44个致病基因位点

在最新研究中,研究人员对92000多名欧洲血统的人进行了全基因组关联研究(全基因组关联研究是检查不同个体的DNA以发现可能与特定性状或疾病相关的遗传变异的项目)。他们在整个基因组中检测了数百万个遗传标记,以鉴定与心房传导相关的遗传变异。

由此研究人员发现了44个与P-R间期相关的染色体区域。在这些位点中,有34个以前未被鉴定过。 “这44个基因位点中的基因在心脏病过程中被过量表达,包括心脏阻塞、病态窦房结结综合症和心房颤动。”研究人员写道。

心房颤动是心律异常的一种,会增加心力衰竭和猝死的风险。它还增加了心脏内形成凝块和进入大脑导致中风的风险。而心脏阻塞是一种干扰心脏运动的电波,它和其他传导缺陷有时需要植入起搏器。

随后,使用单独或联合的方法,研究人员又对105,000多名非洲和欧洲血统的人进行了额外的分析。这又产生了另外六个与心脏心房或房室传导相关的基因位点。

总结

总结来说,该发现指出了心房和房室传导的许多不同过程。心脏中的发育路径,尤其是心室的形成以及可以传导整个心脏的电信号的发展系统,都与心脏病的起源有关。不仅如此,参与心脏电波传导的某些基因转录因子、离子通道基因、细胞连接或细胞信号蛋白也可能导致心脏异常。

最后,研究人员进行了跨种族分析,结果显示,在研究的欧洲人口中发现的大多数基因关联也存在于研究的非裔美国人人口中。尽管如此,他们指出,仍然存在一些值得注意的种族间差异。

责编:浮苏

参考资料:

Genetic basis of heart rhythms explored in large population study

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