心脏衰老遗传机制 中国实验动物信息网 2020-12-23 434

　　现代生物医药的发展已经进入精准医学时代，人类基因及其变异对疾病表型和治疗反应的影响是靶向诊断和药物靶向治疗的工作基础之一，通过对相关基因及其遗传变异的功能研究，实现针对不同人群的精准医疗。对人类基因及其功能的研究是精准医疗发展的关键，而模式动物是基因功能研究的有力工具。

　　果蝇作为一种经典模式生物，是遗传学研究的良好材料，除了具有寿命短，容易繁殖培养等特点外，其优势还在于已经完成全基因组序列分析并积累了大量遗传学研究方法。通过相关遗传学方法和技术，我们几乎可以在果蝇中对任何一个基因进行特定时空的过表达及抑制表达或敲除，从而很方便地观察和分析一个基因在体内的生物学功能。从遗传的角度出发，尽管哺乳动物与果蝇亲缘关系较远，但果蝇与哺乳动物的多数信号传导通路相关基因都具有保守性，而往往一个基因在哺乳动物中会具有多个拷贝，但在果蝇中通常只有一个拷贝，这就为用果蝇作为模式生物研究哺乳动物基因的功能提供了可能和极大的便利。

　　人口老龄化使全球心血管疾病死亡人数不断增加。心脏衰老是老年心血管疾病发生的重要因素，其被认为是心脏功能的有害衰退。在哺乳动物中，心脏功能衰退伴随着许多与年龄相关的变化，如在心肌细胞数量减少，左室肥大尧纤维化和胶原蛋白的积累。心脏衰老导致老年人心血管死亡率和发病率增加。所以对心脏衰老机制的研究显得愈发重要。而随着遗传学和分子生物学的飞速发展，心脏衰老机制的研究获得很大进展。许多控制心脏发育的基因被证明在果蝇和哺乳动物中具有保守性。如*个发现的果蝇tinman基因的脊椎动物同源基因Nkx2.5，已被证明能够控制小鼠心脏发育，成年果蝇心脏已经被用于研究心脏的功能和衰老。同时，果蝇具有开放的循环系统，有一个线性心管位于背中线的腹部，和一个向上延伸至头部的主动脉，三套内部瓣膜把腹部心脏分成前锥形腔和三个后腔室，四个心腔各包含一对外瓣膜，在舒张期允许血淋巴液进入心脏。由于果蝇使用导管系统直接向组织运输氧气，心脏功能不像脊椎动物那样和生存紧密联系，因此，果蝇能够承受比哺乳动物更严重的心脏生理机能的遗传改变，类似于脊椎动物心脏模型，也可以通过给予药物刺激来研究果蝇心脏衰老。这些发育特点和遗传优势，使得果蝇的这个模型非常适合心脏衰老的病理生理学和遗传学研究。本文将对果蝇模型在心脏衰老遗传机制方面的研究进行综述。