WDR62突變導致心臟發育異常的分子機制

《WDR62突變導致心臟發育異常的分子機制》是依託復旦大學，由馬端擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：WDR62突變導致心臟發育異常的分子機制
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬端

項目摘要

先心病多年來位居出生缺陷首位，遺傳和環境相互作用是該病的發病基礎，但確切遺傳變異所知甚少。課題組對先心病法洛氏四聯症進行了全外顯子組測序和基因晶片檢測，然後在1000餘對先心病和對照中驗證，首次發現WDR62基因存在4個新突變，下調該基因後的斑馬魚表現出多種心臟異常表型，轉染突變體的心肌細胞紡錘體出現異常。項目擬開展：①針對4種WDR62突變體，套用TALEN技術構建轉基因斑馬魚，確定各種突變體對心臟發育的影響；②WDR62可定位於胞漿；套用免疫共沉澱、質譜、蛋白共定位等手段，尋找在心肌細胞漿中與WDR62相互作用的蛋白、信號通路及調控的心肌發育靶基因；③WDR62可入核；套用免疫印跡與沉澱、ChIP-Seq等方法，觀察突變WDR62是否在心肌細胞核內影響組蛋白修飾並由此影響心肌發育靶基因的表達。項目實施將確定WDR62是否是影響心肌發育的關鍵基因，其突變是否為先心病的關鍵遺傳學病因。

結題摘要

先天性心臟病（Congenital heart diseases，CHDs）是最為常見的出生缺陷，且遺傳度較高。作為一種複雜的多基因遺傳病，確切的遺傳病因仍是未知的。課題組前期通過對散發的CHD患者進行全外顯子測序，發現WDR62存在4個錯義突變，wdr62下調會導致斑馬魚胚胎心臟發育異常。在本課題研究中，通過擴大樣本對WDR62的編碼區及調控區進行多重PCR靶向測序，我們共在1090例CHD患者中發現46例存在WDR62基因變異，突變頻率達到4.2%. 之後通過斑馬魚和小鼠模型研究我們發現WDR62的下調或敲除會引起如環化不全、流出道變短、心肌緻密化不全和室間隔缺損等與心肌增殖缺陷相關的表型。體外實驗證明WDR62下調或突變會造成心肌細胞增殖減慢及紡錘體數量和定位異常。機制上，一方面，我們發現WDR62可以與多種有絲分裂相關蛋白結合，且首次發現WDR62可以與SMC3相互作用通過影響SMC3的定位影響紡錘體的組裝。另一方面，通過對野生型及WDR62缺陷的胎鼠心臟組織及細胞系進行RNA-Seq，我們發現WDR62可以影響心臟腔室形成及細胞增殖相關基因的表達。我們的研究首次明確WDR62在心臟發育中發揮重要作用，是CHD的新易感基因，我們的研究成果將有助於CHD的產前診斷及預防。