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基于机制的治疗可以实现肥厚型心肌病的个性化治疗
心肌病具有尚未解决的基因型-表型关系，并且缺乏针对疾病的治疗方法。我们在此提供了一个框架，以确定基因型特异性的发病机制和治疗靶点，以加速精准医疗的发展。我们使用人类心脏机电计算机建模和模拟，并通过实验性 hiPSC-CM 数据和建模结合临床生物标志物对其进行验证。我们选择肥厚性心肌病作为这种方法的挑战，并研究导致心脏肌节粗丝（MYH7 R403Q/+）和细丝（TNNT2 R92Q/+、TNNI3 R21C/+）蛋白质突变的基因变异。使用计算机模拟技术，我们表明，在 hiPSC-CM 中观察到的肌球蛋白超松弛不稳定会导致携带 MYH7 R403Q/+ 变体的虚拟细胞和心室患病，而细丝活化的次要影响对于导致细胞松弛减慢和心室舒张功能不全是必不可少的。计算机模拟建模表明，Mavacamten 可纠正 MYH7 R403Q/+ 表型，这与 hiPSC-CM 实验一致。我们的计算机模拟模型预测，细丝变体 TNNT2 R92Q/+ 和 TNNI3 R21C/+ 显示钙调节改变作为中枢病理机制，而 Mavacamten 无法完全挽救这种机制，我们在 TNNT2 R92Q/+ 和 TNNI3 R21C/+ hiPSC-CM 中证实了这一点。我们定义了一种新型细丝靶向化合物的理想特性，并通过计算机模拟展示了其功效。我们证明，基于人类的混合 hiPSC-CM 和计算机模拟研究加速了病理机制的发现和分类测试，改善了遗传变异的临床解释，并指导了合理的治疗针对和设计。
劳伦斯·伯克利国家实验室
缩写：％，百分比； 4E-BP1，真核翻译起始因子4E结合蛋白； Akt，蛋白激酶B； B-CHP，胶原蛋白杂交肽； CD31，分化簇31； CER，神经酰胺；蛤，哥伦布仪器综合实验室动物监测系统； CM，文化媒体； Col-IV，胶原蛋白IV； CSA，横截面区域； dag，二甘油二酸酯； DAPI，4'，6-Diamidino-2-苯基吲哚； ERK1/2，细胞外信号调节的激酶1/2; E-WAT，附子脂肪垫； FBXO32，F-box蛋白32; foxo3a，叉子盒O3; GTT，葡萄糖耐量测试； H，小时； H＆E，苏木精和曙红； HOMA-IR，胰岛素抵抗的稳态模型评估； HSL，激素敏感脂肪酶；如果，免疫荧光； IL-6，白介素6; i-wat，腹股沟脂肪垫；最小，分钟； MTOR，雷帕霉素的机械靶标； Musa1，F-box蛋白30; MyHC，肌球蛋白重链； NMR，核磁共振； OCT，最佳切割温度化合物； p/t，磷酸化； PAX7，配对盒蛋白PAX-7； PGC-1α，过氧化物酶体增殖物激活的受体 - 伽马共振剂1α; QPCR，实时聚合酶链反应； RER，呼吸道交换比； RNA，核糖酸； RPS6K，核糖体结合蛋白S6激酶B1;标签，甘油三酸酯； TRAF6，肿瘤坏死因子受体相关因子6； USP，美国药品； VCO 2，二氧化碳生产； VO 2，消耗氧。
基于机制的治疗可以实现肥厚型心肌病的个性化治疗
心肌病具有尚未解决的基因型-表型关系，并且缺乏针对疾病的治疗方法。我们在此提供了一个框架，以确定基因型特异性的发病机制和治疗靶点，以加速精准医疗的发展。我们使用人类心脏机电计算机建模和模拟，并通过实验性 hiPSC-CM 数据和建模结合临床生物标志物对其进行验证。我们选择肥厚性心肌病作为这种方法的挑战，并研究导致心脏肌节粗丝（MYH7 R403Q/+）和细丝（TNNT2 R92Q/+、TNNI3 R21C/+）蛋白质突变的基因变异。使用计算机模拟技术，我们表明，在 hiPSC-CM 中观察到的肌球蛋白超松弛不稳定会导致携带 MYH7 R403Q/+ 变体的虚拟细胞和心室患病，而细丝活化的次要影响对于导致细胞松弛减慢和心室舒张功能不全是必不可少的。计算机模拟建模表明，Mavacamten 可纠正 MYH7 R403Q/+ 表型，这与 hiPSC-CM 实验一致。我们的计算机模拟模型预测，细丝变体 TNNT2 R92Q/+ 和 TNNI3 R21C/+ 显示钙调节改变作为中枢病理机制，而 Mavacamten 无法完全挽救这种机制，我们在 TNNT2 R92Q/+ 和 TNNI3 R21C/+ hiPSC-CM 中证实了这一点。我们定义了一种新型细丝靶向化合物的理想特性，并通过计算机模拟展示了其功效。我们证明，基于人类的混合 hiPSC-CM 和计算机模拟研究加速了病理机制的发现和分类测试，改善了遗传变异的临床解释，并指导了合理的治疗针对和设计。
MYPT1 的下调通过靶向 Hippo 通路并增加干细胞特性来增加卵巢癌的肿瘤耐药性
背景：卵巢癌是最常见和最恶性的癌症之一，部分原因是其诊断晚、复发率高。化疗耐药与不良预后有关，并被认为与癌症干细胞 (CSC) 库有关。因此，阐明介导治疗耐药的分子机制对于找到治疗耐药性肿瘤的新靶点至关重要。方法：卵巢癌细胞系中的 MYPT1 shRNA 消耗、miRNA 过表达、RT-qPCR 分析、患者肿瘤样本、细胞系和肿瘤球衍生的异种移植、体外和体内治疗、公共转录组患者数据库和内部患者队列中卵巢肿瘤数据的分析。结果：我们发现编码肌球蛋白磷酸酶靶亚基 1 的 MYPT1 (PPP1R12A) 在卵巢肿瘤中下调，导致生存率降低和肿瘤发生率增加，以及对铂类疗法的耐药性。类似地，靶向 MYPT1 的 miR-30b 过表达会增强卵巢肿瘤细胞的 CSC 样特性，并与 Hippo 通路的激活有关。抑制 Hippo 通路转录辅激活因子 YAP 可在体内和体外抑制由低 MYPT1 表达或 miR-30b 过表达引起的对铂类疗法的耐药性。结论：我们的工作揭示了卵巢肿瘤对化疗的耐药性与 MYPT1 下调后 Hippo 通路靶基因激活导致的 CSC 池增加之间的功能性联系。顺铂和 YAP 抑制剂联合治疗可抑制 MYPT1 诱导的耐药性，表明可在 MYPT1 表达低、可能对铂类疗法产生耐药性的患者中使用这种治疗方法。
TrkB.T1 作为慢性疼痛的治疗靶点
原肌球蛋白相关受体激酶 B (TrkB) 是脑源性神经营养因子 (BDNF) 的受体；其信号传导通过激活几个下游级联，有助于神经元存活、可塑性、分化和生长。缺乏细胞内激酶结构域的截短异构体 (TrkB.T1) 的过度表达与慢性疼痛的发展和持续有关。已发表的数据显示，小鼠模型中的 TrkB.T1 敲除可恢复运动功能并减轻脊髓损伤后的疼痛。我们项目的目标是确定抑制 TrkB.T1 表达的小分子作为慢性疼痛的潜在疗法，重点关注两种调节机制：(1) TrkB 前 mRNA 的差异转录后加工，以及 (2) 通过其 mRNA 的 3' 非翻译区 (3'UTR) 对 TrkB.T1 表达的转录后调节。对于第一点，我们假设两种主要 TrkB 亚型的比例主要受上游 (T1) pA 位点的切割和多聚腺苷酸化 (pA) 位点识别控制，因此抑制该位点 3'-加工的药物应能抑制 TrkB.T1 合成。对于第二点，我们假设 TrkB.T1 mRNA 3'UTR 包含调节序列，这些序列的功能可通过操纵关键反式因子的功能、表达或 RNA 结合活性的化合物进行调节，从而通过加速 TrkB.T1 mRNA 的衰变和/或抑制其翻译来抑制 TrkB.T1 的产生。对于每种机制，我们开发了独立的活细胞高通量筛选 (HTS) 检测方法，以识别可以 (1) 阻断 TrkB.T1 pA 位点的 3'-切割和多聚腺苷酸化，或 (2) 通过 TrkB.T1 mRNA 3'UTR 抑制基因表达的小分子。利用这些发现，我们旨在发现一种或多种能够抑制 TrKB.T1 表达的新药物，这些药物可在慢性疼痛的小鼠模型中作为新型镇痛药进行测试。
心肌生物力学和随之而来的左心房连接鸡肉胚胎模型的差异表达的基因。
雏鸡胚胎心脏的摘要左心房连接（LAL）是左心脏综合征（HLHS）的模型，其中使用纯粹的机械干预措施，而没有遗传或药理操纵来引发心脏畸形。因此，它是理解HLHS生物力学起源的关键模型。然而，其心肌力学和随后的基因表达并不理解。我们进行了有限元（Fe）建模和单细胞RNA测序来解决此问题。在HH25（ED 4.5）的LAL和对照中获得了鸡胚胎心脏（ED 4.5）的4D高频超声成像。进行运动跟踪以量化菌株。使用最小的应变特征向量作为收缩的方向，基于图像的Fe建模，Guccione主动张力模型和通过微型PIPETTES的真实性无源刚度模型横向横向同型被动刚度模型。对左心室（LV）心脏组织的单细胞RNA测序在HH30处进行正常和LAL胚胎（ED 6.5）（ED 6.5），并鉴定出差异表达的基因（DEG）。在LAL后，LAL，LV厚度增加了33％，肌纤维方向的菌株增加了42％，而肌纤维方向则增加了42％的压力，降低了肌纤维方向的压力减少了50％。这些可能与由于LAL引起的LV的室前载体减少和下载相关。RNA-SEQ数据显示肌细胞可能与机械感应基因（钙粘蛋白，Notch1等）相关的DEG。），肌球蛋白收缩性基因（MLCK，MLCP等。），钙信号基因（PI3K，PMCA等。），以及与纤维化和纤维弹性（TGF-β，BMP等）有关的基因。我们阐明了LAL带来的心肌生物力学的变化以及对心肌细胞基因表达的相应变化。这些数据可能有助于识别HLHS的机械生物学途径。
论文模板
ATP ATP腺苷-5'-三磷酸凸轮钙调蛋白CARQ CAQ+激活的Rho蛋白，带有嵌入的IQP Ceru ceru cerulean，相当于CFP CFP CFP CyAn荧光蛋白 Dulbecco's modified eagle medium FBS Fetal Bovine Serum FKBP12 12-kDa FK506 and rapamycin-binding protein FRB FKBP-rapamycin binding domain FRET Fluorescence resonance energy transfer GST Glutathione S-transferase His Polyhistidine-tag IRES Internal ribosomal entry site LB Luria Broth LOV Light-oxygen-voltage域，lov2域Lovs1K Lov2结构域与刺激1 c末端碎片MCS多个克隆位点MLCKP肌球蛋白轻链激酶激酶肽MRFP单体红色荧光蛋白相当于RFP，相当于RFP NES核出口NLS NLS NLS信号NLS信号NLS核定位PBS PBS PBS磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐酶磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐磷酸盐反应pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu pdbu PKC Protein kinase C pLyn Palmitoylation sequence of Lyn kinase RFP Red fluorescent protein, equivalent to mRFP SDS-PAGE Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis SH3 SRC Homology 3 Domain TEV Tobacco etch virus TEVp Tobacco etch virus protease TS Temperature-sensitive tsTEVp Temperature-sensitive tobacco蚀刻病毒蛋白酶tvmvp烟草静脉斑点病毒蛋白酶蛋白酶ven venus，相当于YFP YFP YFP黄色荧光蛋白，相当于Ven
开发针对急性和慢性疼痛的伤害感受器选择性治疗方法
什么是疼痛？ 尽管我们用“疼痛”一个词来描述包括酸痛、不适和不快等一系列不愉快的感觉，但疼痛本身很复杂，可能由多种截然不同的情况引起。认识到这一点很重要，因为每种疼痛情况都可能需要不同的治疗干预（1、2）。疼痛有一些方面确实是生理性的，例如，我们能够察觉到潜在的破坏性外部刺激：极热或极冷、过度的机械力和化学刺激物。这构成了伤害性疼痛，它是由高阈值伤害性感受器感觉神经元的激活驱动的，这些神经元适合于将这些有害刺激转化为进入中枢神经系统（CNS）的感觉输入。伤害性感受器通过激活伤害性回路引起的急性疼痛有助于我们学会避开环境危险（3-6）。疼痛具有高度适应性，在我们与外界的日常互动中，它对于防止损伤至关重要。缺乏这种损伤预警系统的人，比如因电压门控钠通道 1.7 (Nav 1.7) 或原肌球蛋白受体激酶 A (TRKA) 受体功能丧失突变而先天性对疼痛不敏感的人，通常会在进食时损伤舌头和嘴唇，在走路时损伤脚趾，在探索物体时损伤手指，并且在骨折或患阑尾炎时没有任何警示，从而缩短寿命 (7,8)。因此，保留伤害性疼痛至关重要，除了手术期间或之后或重大创伤后立即发生。另一种适应性疼痛是组织损伤或由于病原体侵入或病理性炎症引起炎症时发生的炎症疼痛。随之而来的免疫系统激活导致产生炎症介质，这些介质作用于痛觉感受器，既直接激活（9-11），又使其敏感（12、13）。因此，它们的激活阈值下降，因此低强度刺激（如轻触或关节运动）现在会激活敏感的痛觉感受器，无害刺激会变成疼痛。这种疼痛，至少在急性情况下，是
原创研究依达拉奉通过 mBDNF/TrkB/PI3K 通路减轻丙泊酚在发育海马中引起的神经毒性
方法：通过检测新生大鼠海马神经干中 ki67 的表达和 HT22 细胞中的细胞计数试剂盒 8 (CCK8) 测定来研究细胞增殖。通过 Western blot 检测 caspase 3 和通过末端脱氧核苷酸转移酶 dUTP 缺口末端标记 (TUNEL) 测定神经元和神经胶质细胞的凋亡来评估体内细胞凋亡。通过流式细胞术分析 HT22 细胞中的细胞凋亡。使用 Morris 水迷宫评估大鼠的长期学习和记忆能力。通过酶联免疫吸附试验 (ELISA) 检测炎症因子。通过 Western blot 和定量逆转录聚合酶链反应 (q-RT PCR) 检测 mBDNF/TrkB/PI3K 通路相关蛋白的表达。结果：在新生大鼠海马及HT22细胞中，依达拉奉可促进细胞增殖，减少丙泊酚过量引起的神经毒性作用。此外，依达拉奉预处理可降低促炎因子白细胞介素（IL）-6和肿瘤坏死因子（TNF）-α的水平。丙泊酚组联合应用原肌球蛋白受体激酶B（TrkB）拮抗剂ANA-12和TrkB激动剂7,8DHF，发现依达拉奉可通过成熟脑源性神经营养因子（mBDNF）/TrkB/磷酸肌醇3-激酶（PI3K）通路减轻丙泊酚过量引起的神经毒性。但当前剂量的丙泊酚对大鼠的长期学习记忆无明显影响。结论：依达拉奉预处理通过激活 mBDNF/TrkB/PI3K 通路改善了丙泊酚诱导的增殖抑制、神经细胞凋亡和神经炎症。关键词：依达拉奉、丙泊酚、海马、脑源性神经营养因子、BDNF、酪氨酸激酶受体 B、TrkB、7,8-二羟基黄酮、7,8-DHF、ANA-12
抑制 mTOR 或 MAPK 可改善斑马鱼的 vmhcl/myh7 心肌病
简介心肌病 (CM) 是一组异质性心肌疾病，可分为肥厚性 CM (HCM)、扩张性 CM (DCM) 和限制性 CM (RCM) (1–4)。已鉴定出 CM 的遗传因素，且有 100 多个基因与不同类型的 CM 相关 (5, 6)。已建立动物模型并用于发现关键信号通路和治疗策略。已鉴定出至少 7 条具有治疗潜力的 CM 信号通路，包括丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信号转导、mTOR 信号转导、β -肾上腺素能受体信号转导、磷酸二酯酶 5 (PDE5) 信号转导、组蛋白去乙酰化酶 (HDAC) 信号转导、Ca 2+ /钙调蛋白依赖性激酶 II 信号转导和钙调磷酸酶-活化 T 细胞核因子 (Cn-NFAT) 信号通路 (7–9)。例如，mTOR 是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在调节心肌细胞蛋白质稳态方面起着关键作用 (10–12)；通过药理学或遗传学方法部分抑制 mTOR 可对几种类型的心肌病产生心脏保护作用，包括 lamp2 相关 HCM (13)、bag3 相关和层蛋白 A/C 相关 DCM (14, 15) 以及贫血和阿霉素诱发的心肌病 (DIC) (16)。相反，已发现 MAPK 几乎在每种应激和激动剂诱发的肥大刺激下都会激活，并以独特的方式调节心脏离心和向心生长之间的平衡 (17, 18)。 MAPK 的激活会导致离心性肥大并促进肌细胞延长，而抑制细胞外信号调节激酶 (ERK) 通路会减弱对压力超负荷的肥大反应 (19)。MYH7，也称为 β - 肌球蛋白重链，是第一个被确定的 CM 致病基因，后来被确定为约 18% 的 HCM 病例的病因 (20–22)。在人类中，MYH7 与 MYH6 串联位于 14 号染色体上，MYH7 是位于 MYH6 上游的主要成体亚型。在小鼠中，Myh7 和 Myh6 也串联位于 14 号染色体上；然而，上游的 Myh7 基因