Одиночная делеция лизина Myh11 вызывает расслоение аорты за счет снижения структурной целостности и сократимости аорты.

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 8844 (2022) Цитировать эту статью

1759 Доступов

2 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Патогенные варианты тяжелой цепи миозина (Myh11) вызывают семейные аневризмы и расслоения грудной аорты (FTAAD). Однако основные патологические механизмы остаются неясными из-за отсутствия моделей на животных. В этом исследовании мы создали модель мыши с Myh11 K1256del, патогенным вариантом, который мы обнаружили ранее в двух семействах FTAAD. В аорте Myh11∆K/∆K наблюдалась увеличенная толщина стенки и ультраструктурные аномалии, включая ослабленную клеточную адгезию. Примечательно, что у мышей Myh11∆K/+ при стимуляции ангиотензином II развивались расслоения аорты и интрамуральные гематомы. Механически субъединица интегрина альфа2 (Itga2) подавлялась в аортах Myh11∆K/∆K, а клетки линии гладкомышечных клеток, которые дифференцировались из Myh11∆K/∆K, индуцировали плюрипотентные стволовые клетки. Сократительная способность аорты Myh11∆K/∆K в ответ на фенилэфрин также снижалась. Эти результаты подразумевают, что субоптимальная клеточная адгезия, на которую указывает подавление Itga2, вызывает дефект сокращения аорты. Следовательно, дефектное сокращение может увеличить гемодинамический стресс, лежащий в основе расслоения аорты.

По крайней мере, у 20% пациентов с заболеванием грудной аорты без синдромальных особенностей имеется пораженный родственник первой степени родства, известный как семейные аневризмы и расслоения грудной аорты (FTAAD)1,2,3. Идентифицированы четыре патогенных гена, связанных с сократительной функцией гладких мышц (ACTA2, MYH11, MYLK и PRKG1)4,5,6,7. Хотя FTAAD является несиндромальным заболеванием грудной аорты, у пациентов с патогенными вариантами этих генов фенотипы аорты сходны с таковыми при синдромальных заболеваниях грудной аорты8. MYH11 кодирует специфическую для гладких мышц тяжелую цепь миозина (SM-MHC), а патогенные варианты MYH11 были зарегистрированы в 2% семей с FTAAD/открытым артериальным протоком (PDA)9. Патогенные варианты обнаруживаются главным образом в С-концевой спирально-спиральной области SM-MHC и, как предполагается, влияют на полимеризацию толстых нитей4. Генетическое изменение Myh11, даже редкого варианта или варианта по количеству копий, выявленного в больших популяциях, нарушает цитоскелетную и сократительную функцию гладкомышечных клеток (ГМК) и увеличивает внутриклеточный стресс in vitro, что приводит к ремоделированию при заболевании грудной аорты10,11,12 . Однако патогенез того, как патогенный вариант Myh11 приводит к расслоению аорты, остается неясным из-за отсутствия соответствующих моделей на животных.

Недавно мы сообщили о делеционном варианте (K1256del) в MYH11, который нарушает четырехлизиновое выравнивание K1253–K1256 в области легкого меромиозина, и он был полностью консервативен среди видов в двух японских родословных FTAAD, которые были независимыми от каждой. другое13. В этом исследовании мы разработали мышиную модель этого патогенного варианта Myh11 K1256del, используя систему CRISPR-Cas9 для оценки патогенеза FTAAD, происходящего из патогенного варианта Myh11.

Чтобы исследовать патологические эффекты делеционного варианта Myh11 1256 K, мы попытались ввести этот вариант мышам B6 с использованием системы CRISPR-Cas9, но эта генная манипуляция привела к эмбриональной летальности. Причины эмбриональной смертности в дальнейшем не исследовались. Чтобы уменьшить нецелевые эффекты системы CRISPR-Cas9, мы использовали мРНК Cas9 (D10A) для создания четырех мышей-основателей (рис. 1B): трех гетерозигот (один самец и две самки) и одной гомозиготы самца (рис. 1C, Д). Гетерозиготные племенные пары использовались для создания гомозигот, но им не удалось выкормить своих детенышей. Причина запущенности не изучена и остается неизвестной. Гомозигота-основатель внезапно умерла в возрасте четырех недель (по неясной причине, но не от заболевания аорты). Затем мы собрали сперму мертвой гомозиготы, которую использовали для экстракорпорального оплодотворения и переноса эмбрионов самкам B6. В результате мы получили пять гетерозигот следующего поколения и провели обратное скрещивание их более трех раз. Впоследствии для анализа использовали мышей дикого типа (WT), гетерозиготных (Myh11∆K/+) и гомозиготных (Myh11∆K/∆K) мышей, полученных путем скрещивания линий. Генотипы всех мышей определяли путем анализа последовательности ДНК генетически модифицированного сайта (рис. 1Е).