撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
先天性心脏病(CHD)是最常见的出生缺陷,也是全球围产期和婴儿死亡的主要原因,它是一组在胎儿发育期间形成的心脏和大血管结构缺陷。虽然一部分先天性心脏病可归因于特征明确的基因突变,但仍有很大一部分先天性心脏病无法解释,这表明在妊娠期间遗传易感性和环境因素之间存在复杂的相互作用。
近年来,子宫内代谢环境对胚胎发育的影响作用受到了极大关注。代谢产物(包括脂质、氨基酸、核苷酸等)不再仅仅被视为能量来源,还被视为调节关键发育过程(例如细胞增殖、分化和谱系特化)的重要信号分子。
在这些代谢物中,胆固醇是细胞膜的关键成分和结构成分,它控制着膜的完整性和流动性,是类固醇激素和胆汁酸的前体物质,也是发育信号通路的重要调节剂,胆固醇稳态的破坏可能扰乱包括心脏发育在内的基本发育程序。然而,母体胆固醇缺乏与后代先天性心脏病(CHD)风险之间的关系,尚未完全明了。
2025 年 11 月 12 日,南京医科大学胡志斌教授、沈洪兵院士等在Signal Transduction and Targeted Therapy期刊发表了题为:Maternal cholesterol deficiency predisposes congenital heart defects risk 的研究论文。
该研究表明,母亲妊娠期胆固醇水平低,通过抑制 Hh 信号转导,增加子代患先天性心脏病的风险,而妊娠期补充胆固醇,可能是降低子代先天性心脏病患病风险的有效策略。
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在这项最新研究中,研究团队在一项包含 5041 个家系三元组(由父母和一个子代组成的遗传学研究单位)的出生队列研究中,研究团队发现,母体低胆固醇水平与子代先天性心脏病(CHD)风险显著相关,其中妊娠中期和晚期低胆固醇水平的关联性尤为显著。
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为了验证上述关联,研究团队使用降胆固醇药物依折麦布(ezetimibe)或阿托伐他汀(atorvastatin)处理孕鼠,结果显示,两种干预均导致子代先天性心脏病发生率显著升高。
为了进一步确定将胆固醇合成与先天性心脏病联系起来的致病突变,以进一步构建遗传小鼠模型,研究团队对出生队列中的 103 例先天性心脏病患儿进行了全基因组测序。结果发现了CYP51A1基因中的一处功能突变——
CYP51A1(c.1147 A>G) ,突变导致该 蛋白的第 383 位氨基酸从异亮氨酸(Ile)变为缬氨酸(Val)。
在此基础上,研究团队构建了
Cyp51I383V 基因敲入小鼠模型,结果显示,该突变通过破坏胆固醇合成导致 Hedgehog(Hh)信号转导受损,进而引发先天性心脏病(CHD)。最具启示性的是,通过饮食干预增加胆固醇的摄入,可显著降低
Cyp51
I383V突变母鼠的子代患先天性心脏病的风险。
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总的来说,该研究表明,母亲妊娠期低胆固醇通过抑制 Hh 信号转导增加子代患先天性心脏病的风险,而妊娠期补充胆固醇,可能是降低子代先天性心脏病患病风险的有效策略。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41392-025-02463-w
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