گلوکز از طریق بیوسنتز نوکلئوتیدها بلوغ عضلات قلبی را مهار می کند
تاریخ انتشار: شنبه 25 آذر 1396
| امتیاز:
در زمان تولد، قلب تامین انرژی اش را از مصرف گلوکز به اسیدهای چرب تغییر می دهد و هایپرگلیسمی مادری با بیماری های قلبی مادرزادی همراه است. با این حال، در مورد این که چگونه گلوکز خون روی تشکیل قلب اثر می گذارد، اطلاعات اندکی موجود است. با استفاده از یک سیستم تمایز به طور شیمیایی تعریف شده برای کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسانی، ما دریافتیم که گلوکز زیاد با پیشبرد بیوسنتز نوکلئوتیدها از طریق مسیر پنتوز فسفات، بلوغ کاردیومیوسیت ها را در سطح ژنتیکی، ساختاری، متابولیکی، الکتروفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مهار می کند. سطح گلوکز خون در جنین ها و در رحم طی بارداری طبیعی ثابت است، اما جذب گلوکز بوسیله بافت قلب جنینی به طور قابل توجهی در مراحل پایانی بارداری کاهش می یابد. در یک مدل موشی از بارداری دیابتی، قلب های جنینی، کاردیومیوپاتی با فعالیت میتوز افزایش یافته و بلوغ کاهش یافته را نشان دادند. این داده ها نشان می دهد که گلوکز بالا بلوغ قلبی را سرکوب می کند و یک پایه مکانیکی احتمالی را برای بیماری قلبی مادرزادی در بارداری دیابتی فراهم می کند.
Elife. 2017 Dec 12;6. pii: e29330. doi: 10.7554/eLife.29330.
Glucose inhibits cardiac muscle maturation through nucleotide biosynthesis.
Nakano H1, Minami I2, Braas D3, Pappoe H1, Wu X4, Sagadevan A1, Vergnes L5, Fu K1, Morselli M1, Dunham C6, Ding X6, Stieg AZ7,8, Gimzewski JK6,7,8,9, Pellegrini M1,9,10, Clark PM3,9,11, Reue K5,10, Lusis AJ4,5,10,12, Ribalet B13, Kurdistani SK9,10,14,15, Christofk H3,10,14,15, Nakatsuji N2,16, Nakano A1,9,10,15.
Abstract
The heart switches its energy substrate from glucose to fatty acids at birth, and maternal hyperglycemia is associated with congenital heart disease. However, little is known about how blood glucose impacts heart formation. Using a chemically defined human pluripotent stem-cell-derived cardiomyocyte differentiation system, we found that high glucose inhibits the maturation of cardiomyocytes at genetic, structural, metabolic, electrophysiological, and biomechanical levels by promoting nucleotide biosynthesis through the pentose phosphate pathway. Blood glucose level in embryos is stable in utero during normal pregnancy, but glucose uptake by fetal cardiac tissue is drastically reduced in late gestational stages. In a murine model of diabetic pregnancy, fetal hearts showed cardiomyopathy with increased mitotic activity and decreased maturity. These data suggest that high glucose suppresses cardiac maturation, providing a possible mechanistic basis for congenital heart disease in diabetic pregnancy.