Гены хромосом влияют на риск развития сердечных заболеваний
Большинство млекопитающих, включая человека, имеют две половые хромосомы - X и Y. Одна половая хромосома обычно наследуется от каждого родителя, и они образуют пару либо XX, либо XY в каждой клетке тела. Люди с XX хромосомами обычно идентифицируются как женщины, а люди с XY хромосомами - как мужчины. Гены этих хромосом играют ключевую роль в развитии и функционировании организма, в том числе в развитии сердечных заболеваний.
Оказывается, клетки с ХХ-хромосомами подвергаются Х-инактивации: Х-хромосома от одного родителя выключается в одних клетках, а Х-хромосома, унаследованная от другого родителя, выключается в других. В клетках самок кошек породы бязь Х-инактивация может привести к появлению пятен оранжевого и черного меха, если одна Х-хромосома происходит от родителя с оранжевым мехом, а другая Х-хромосома - от родителя с черным мехом.
Х-инактивация происходит потому, что организмам, таким как кошки и люди, для нормального функционирования необходима только одна Х-хромосома. Чтобы обеспечить правильную "дозировку", одна из Х-хромосом выключается в каждой клетке. Но некоторые гены на инактивированной Х-хромосоме избегают инактивации и остаются включенными. На самом деле, до трети генов на Х-хромосоме у людей могут избежать инактивации, и считается, что они играют определенную роль в регуляции здоровья и болезней.
Поскольку Х-инактивация происходит только у людей с более чем одной Х-хромосомой, исследователи вроде меня изучали, как гены, избежавшие инактивации на второй Х, влияют на здоровье людей с ХХ-хромосомой. Мы обнаружили, что при определенных заболеваниях пол клетки может быть в центре внимания.
В целом, исследователи считают, что половые гормоны определяют половые различия в жесткости тканей клапанов. Действительно, снижение уровня эстрогена во время менопаузы может усугубить фиброз сердца. Однако исследования сердечно-сосудистых заболеваний у мышей XX и XY показали, что половые различия сохраняются даже после хирургического удаления репродуктивных органов, вырабатывающих половые гормоны.
Гены, которые избегают X-инактивации, будучи уникальными для людей с XX-хромосомами, могут быть причиной этих различий в жесткости клапанов. Чтобы проверить эту идею, мы разработали биоинженерные модели тканей клапанов с использованием гидрогелей. Гидрогели лучше имитируют жесткость ткани клапана, чем традиционная среда чашки Петри, что позволяет нам изучать клетки сердца в среде, более похожей на организм.
Было обнаружено, что клетки, которые мы выращивали на наших гидрогелевых моделях, были способны воспроизвести половые различия, наблюдаемые в тканях клапана - а именно, клетки клапана с XX хромосомами имели больше рубцов, чем клетки с XY хромосомами. Более того, снижение активности генов, избежавших X-инактивации, привело к уменьшению рубцевания в клетках с XX-хромосомой.
Половые и гендерные диспропорции в сердечно-сосудистых заболеваниях широко распространены. Например, женщинам реже, чем мужчинам, назначают сердечно-сосудистые препараты, несмотря на рекомендации руководства, а у транссексуалов частота сердечных приступов выше, чем у представителей других полов.
