Nat衰老:随着年龄的增长 心肌细胞会积累突变 失去修复心肌的能力

来源：100医疗网原创2022-08-17 16:39

来自波士顿儿童医院和其他机构的科学家通过研究发现，组成心肌的细胞可能会随着时间的推移积累新的基因突变，同时失去修复心脏本身的能力。

为什么心脏病的风险会随着年龄的增长而增加？已知的危险因素如高血压或高胆固醇水平不能解释所有病例。最近，在国际杂志《自然老化》上发表的一篇题为“单个人心肌细胞的体细胞突变揭示了年龄相关的DNA损伤和宽头氧化基因组毒性”的研究报告中。通过研究，波士顿儿童医院和其他机构的科学家发现，组成心肌的细胞可能会随着时间的推移积累新的基因突变，从而失去修复心脏本身的能力。

在这篇文章中，研究人员对来自不同年龄的12个个体的56个个体心肌细胞的完整基因组进行了测序，其中包括死于与心脏病无关的原因的婴儿到82岁的老人。研究人员利用复杂的生物信息学技术和分析，比较了不同年龄个体细胞中非遗传突变(体细胞突变)的数量，还寻找了可以阐明心脏病发病机制的突变模式或特征。

这是研究人员首次在单细胞水平上观察到人类心脏的体细胞突变。研究人员表示，细胞年龄越大，其DNA中的单个字母(名为单核苷酸突变体)变化越多。这些突变模式可能表明许多突变是由氧化损伤引起的。医学博士陈明辉说，这种能量的产生可能会产生一种叫做活性氧(ROS)的化学副产品，当ROS水平过高时，它会损害DNA分子。此外，研究人员还发现，突变也会影响细胞正常修复DNA损伤的方式，DNA损伤修复的机制也会受到年龄的影响。如果有足够的氧化损伤，这些机制可能会被淹没。

随着年龄的增长，心肌细胞会积累突变，失去修复心肌的能力。

图片：自然衰老(2022)。doi : 10.1038/s 43587-022-00261-5

这项技术难度较大的研究借鉴了研究员克里斯托弗沃尔什(Christopher Walsh)实验室开发的单细胞全基因组测序和生物信息学分析技术。最近，研究人员沃尔什用这些方法记录了阿尔茨海默病患者神经元中积累的突变。通常，不会继续分裂的细胞，如心脏细胞，通常不太容易发生突变。然而，研究人员发现，心肌细胞积累突变的速度比一些分裂的细胞类型更快。研究人员计算出，平均而言，每个细胞每年会有超过100个新的突变。然而，心脏细胞积累突变的速度接近神经元的三倍，这是另一种不会分裂的细胞类型。

除了DNA修复途径，突变还会影响参与细胞骨架形成的基因，细胞骨架可以赋予细胞基本结构和其他基本细胞功能。研究人员表示，随着身体衰老和基因突变增加，有害影响可能导致心脏越过临界点，进入疾病状态；可能会达到这样的程度，发生大量的DNA损伤，从而使心脏无法正常跳动。研究人员指出，这项研究只寻找单核苷酸突变，但没有调查其他类型的突变，如DNA插入或缺失。此外，因为他们只观察了健康的心脏细胞，所以他们没有确定这些突变是否与心脏病的发生有关。未来，研究人员计划研究不同心血管疾病的患者，看他们的组织中是否存在相应的突变。与此同时，研究人员还想观察心脏中的其他细胞类型，这可能是他们目前唯一接触到的。(100yiyao.com 100医疗网)

原始来源：

单个人类心肌细胞的体细胞突变揭示了年龄相关的DNA损伤和广泛的氧化遗传毒性。自然老化(2022)。doi:10.1038/s43587-022-00261-5

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