患者特异性的iPSC衍生的心肌细胞显示了布鲁加达综合征的可变表型严重程度

科学领域:

• 心血管遗传学 心血管遗传学
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 心脏电生理学 心脏电生理学

背景情况:

• 布鲁加达综合征 (BrS) 是一种与突然心脏死亡 (SCD) 相关的遗传通道病,通常与SCN5A基因突变有关.
• BrS中的基因型-表型相关性是复杂的,SCN5A变体表现出广泛的临床表现,从无症状到致命的心律失常.
• 研究患者特异性诱导多能干细胞衍生的心肌细胞 (iPSC-CMs) 提供了一个模型来理解这种表型变异性.

研究的目的:

• 通过使用患者特异的iPSC-CMs来研究SCN5A D356Y突变家族中的布鲁加达综合征 (BrS) 的不同表型严重程度.
• 探索从严重受影响的试验体,无症状突变载体 (AMCs) 和健康对照中获得的iPSC-CMs之间的功能差异.
• 评估CRISPR/Cas9基因编辑和潜在治疗剂在患者衍生型IBSC-CM模型中的有效性.

主要方法:

• 使用非集成的仙台病毒从皮肤纤维细胞生成26个诱导多能干细胞 (iPSC) 线.
• 通过基于单层的协议将iPSCs分化为心肌细胞 (iPSC-CMs).
• 使用电生理学,成像和CRISPR/Cas9基因组编辑来对iPSC-CMs进行表征;还进行了药物查.

主要成果:

• 与对照组相比,D356Y iPSC-CMs表现出心律失常,Na+通道功能受损和Ca2+信号不规则.
• 在iPSC-CMs的表型严重程度与临床表现相关,试验iPSC-CMs比AMCiPSC-CMs表现出更严重的缺陷,由flecainide加剧.
• 在试验和iPSC-CM中,CRISPR/Cas9对D356Y的校正挽救了心律失常并恢复了离子通道功能;素和索塔醇显示出可变的抗心律失常效应.

结论:

• 患者特异性和基因组编辑的iPSC-CMs有效地回顾了布鲁加达综合征中观察到的可变表型严重程度.
• 保持Ca2+电流可以作为对无症状BrS突变携带者的心律失常的补偿机制.
• iPSC-CM模型是了解基因型-表型相关性和在心脏通道病变中进行个性化药物查的宝贵工具.