怀孕期间的高血糖水平会影响婴儿的心脏

来自加州大学洛杉矶分校的新研究详细说明了怀孕期间糖尿病是如何影响婴儿心脏的，揭示了高水平的葡萄糖会阻止心肌细胞正常成熟。

加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心的Eli和Edythe的研究人员发现，无论是糖尿病还是其他因素导致的高糖水平是如何阻止心脏细胞正常成熟的。他们的发现有助于解释为什么患有糖尿病的女性所生的婴儿更容易患先天性心脏病。

这项研究由加州大学洛杉矶分校分子、细胞和发育生物学副教授、Broad干细胞研究中心成员Atsushi " Austin " Nakano领导，今天发表在《eLife》杂志上。yabo124

研究人员发现，当发育中的心脏细胞暴露在高水平的葡萄糖中时，这些细胞会产生更多的葡萄糖DNA这导致细胞继续繁殖而不是成熟。

“高血糖不仅对成年人不健康;它们对发育中的胎儿不健康，”中野说。“了解高血糖水平导致胎儿疾病的机制可能最终导致新的治疗方法。”

虽然遗传因素在先天性心脏病的发生中起着重要作用，但该疾病的主要非遗传风险因素是母亲在怀孕期间患有糖尿病。怀孕期间血液中葡萄糖含量高的妇女所生的婴儿比其他婴儿更容易患上这种疾病。然而，研究人员一直无法确定葡萄糖对发育中胎儿的确切影响。

Nakano和他的同事在实验室中使用人类胚胎干细胞培养心肌细胞，或心肌细胞，然后将它们暴露在不同水平的葡萄糖中。暴露于少量葡萄糖的细胞正常成熟。但是，与高浓度葡萄糖混合的心肌细胞成熟较晚或不能完全成熟，反而产生了更不成熟的细胞。

研究人员发现，当暴露于额外的葡萄糖时，心肌细胞过度激活戊糖磷酸途径，这是一个细胞过程，除其他外，产生核苷酸，DNA的组成部分。在高糖水平的细胞中，戊糖磷酸途径产生的核苷酸比平常多。科学家们发现，过多的积木阻碍了细胞的成熟。

“更多的营养通常被认为对细胞更好，但在这里我们看到了完全相反的情况，”中野说通过在发育的适当阶段消耗葡萄糖，我们可以限制细胞的增殖，从而诱导细胞成熟并使心肌更强壮。”

中野的研究小组在患有糖尿病的怀孕小鼠身上观察到了同样的情况:胎儿的心脏细胞分裂迅速，但成熟缓慢。

中野说，这一发现可能会带来从干细胞制造心肌细胞的更好方法。如今，大多数在实验室中生成心肌细胞的方法都导致未成熟细胞的产生，但针对戊糖磷酸途径可以帮助生成更多的成熟细胞，用于再生心脏细胞或用于研究目的。

在美国，每100个新生儿中就有1个患有先天性心脏病，这使其成为最常见的出生缺陷。它引起的症状的严重程度各不相同，从轻微的心肌减弱(没有症状)到需要手术的严重心脏变形。

戊糖磷酸通路作为心脏成熟的靶点，已被加州大学洛杉矶分校技术发展小组(UCLA Technology Development Group)代表加州大学董事会(University of California Regents)提交的临时专利申请覆盖，Austin Nakano和加州大学洛杉矶分校助理研究员Haruko Nakano作为发明者。

奥本海默的研究受到了赠款基金会,美国国立卫生研究院,国家研究资源中心和中国奖学金委员会化学和化学工程,以及加州大学洛杉矶分校的杜氏肌萎缩症中心的资金和广阔的干细胞研究中心。yabovip2021

出版物：Haruko Nakano等人，“葡萄糖通过核苷酸生物合成抑制心肌成熟”，eLIFE，2017；DOI: 10.7554 / eLife.29330