Myh11 단일 라이신 결실은 대동맥 구조적 완전성과 수축성을 감소시켜 대동맥 박리를 유발합니다

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8844(2022) 이 기사 인용

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미오신 중쇄(Myh11)의 병원성 변종은 가족성 흉부 대동맥류 및 해부(FTAAD)를 유발합니다. 그러나 동물 모델이 부족하기 때문에 근본적인 병리학적 메커니즘은 여전히 ​​불분명합니다. 이 연구에서 우리는 이전에 두 개의 FTAAD 계열에서 발견한 병원성 변종인 Myh11 K1256del을 사용하여 마우스 모델을 확립했습니다. Myh11ΔK/ΔK 대동맥은 세포 접착력 약화를 포함하여 벽 두께가 증가하고 미세 구조 이상을 나타냈습니다. 특히, Myh11ΔK/+ 마우스는 안지오텐신 II로 자극을 받았을 때 대동맥 박리와 벽내 혈종이 발생했습니다. 기계적으로, 인테그린 서브유닛 알파2(Itga2)는 Myh11ΔK/ΔK 대동맥에서 하향조절되었고, Myh11ΔK/ΔK에서 분화된 평활근 세포 계통 세포는 만능 줄기 세포를 유도했습니다. 페닐에프린에 반응하는 Myh11ΔK/ΔK 대동맥의 수축성도 감소했습니다. 이러한 결과는 Itga2 하향 조절에 의해 나타나는 최적이 아닌 세포 접착이 대동맥 수축에 결함을 일으킨다는 것을 의미합니다. 결과적으로, 수축 결함은 대동맥 박리의 기초가 되는 혈역학적 스트레스를 증가시킬 수 있습니다.

증상이 없는 흉부 대동맥 질환 환자의 최소 20%는 가족성 흉부 대동맥류 및 박리(FTAAD)1,2,3로 알려진 영향을 받은 1촌 친척이 있습니다. 평활근 수축 기능과 관련된 4가지 병원성 유전자(ACTA2, MYH11, MYLK 및 PRKG1)가 확인되었습니다4,5,6,7. FTAAD는 비증후군성 흉부 대동맥 질환이지만, 해당 유전자에 병원성 변이가 있는 환자는 증후군성 흉부 대동맥 질환과 유사한 대동맥 표현형을 나타냅니다8. MYH11은 평활근 특이적 미오신 중쇄(SM-MHC)를 암호화하며, MYH11의 병원성 변종은 FTAAD/PDA(개존 동맥관 개존증)9 가족의 2%에서 보고되었습니다. 병원성 변종은 주로 SM-MHC의 C 말단 코일 코일 영역에서 발견되며 두꺼운 필라멘트4의 중합에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. Myh11의 유전적 변형, 심지어 대규모 집단에서 확인된 희귀 변종 또는 복제수 변이는 평활근 세포(SMC)의 세포골격 및 수축 기능을 방해하고 시험관 내에서 세포내 스트레스를 증가시켜 흉부 대동맥 질환의 리모델링을 초래합니다10,11,12 . 그러나 Myh11 병원성 변종이 어떻게 대동맥 박리로 이어지는지에 대한 발병 기전은 적절한 동물 모델이 부족하기 때문에 여전히 불분명합니다.

최근 우리는 MYH11에서 경메로미오신 영역에서 K1253-K1256의 4-라이신 정렬을 방해하는 결실 변종(K1256del)을 보고했으며, 이는 각각 독립적인 두 개의 일본 FTAAD 가계에서 종 전체에 걸쳐 완전히 보존되었습니다. 기타13. 이 연구에서 우리는 CRISPR-Cas9 시스템을 사용하여 Myh11 K1256del 병원성 변종의 쥐과 모델을 개발하여 Myh11 병원성 변종에서 유래한 FTAAD의 발병기전을 평가했습니다.

Myh11 1256 K의 결실 변이체의 병리학적 효과를 조사하기 위해 우리는 CRISPR-Cas9 시스템을 사용하여 이 변이체를 B6 마우스에 도입하려고 시도했지만 이 유전자 조작으로 인해 배아 치사율이 발생했습니다. 배아 치사율의 원인은 더 이상 조사되지 않았습니다. CRISPR-Cas9 시스템의 표적외 효과를 줄이기 위해 우리는 Cas9(D10A) mRNA를 사용하여 4개의 파운더 마우스(그림 1B), 즉 이형접합체 3개(수컷 1마리와 암컷 2마리)와 수컷 동형접합체 1마리(그림 1C, 디). 이형접합 번식 쌍은 동형접합체를 생성하는 데 사용되었지만 새끼를 키우는 데 실패했습니다. 방치의 원인은 연구되지 않았으며 아직 알려지지 않았습니다. 창립자 동형접합체가 생후 4주 만에 갑자기 사망했습니다(원인은 불확실하지만 대동맥 질환은 아님). 다음으로 우리는 죽은 동형접합체로부터 정자를 수집하여 B6 암컷의 체외 수정-배아 이식에 사용했습니다. 그 결과, 우리는 다음 세대의 이형접합체 5개를 생성했고, 이들을 3번 이상 여교배했습니다. 이어서, 선교차를 통해 얻은 야생형(WT), 이형접합성(Myh11ΔK/+) 및 동형접합(Myh11ΔK/ΔK) 마우스를 분석에 사용하였다. 모든 생쥐의 유전자형은 유전자 변형 부위의 DNA 서열 분석을 통해 결정되었습니다 (그림 1E).