اکثر افراد دارای قلبی با «غالبیت راست» هستند—یعنی شریانی که از سمت راست قلب منشأ می‌گیرد و خونِ حاوی اکسیژن را به پشت قلب می‌رساند. این شریان، که به آن «شریان نزولی خلفی» گفته می‌شود، در برخی افراد از سمت چپ منشأ می‌گیرد یا به‌طور هم‌زمان از دو سمت راست و چپ تغذیه می‌شود. در مطالعه‌ای جدید، پژوهشگران دریافته‌اند که ژن CXCL12 با شکل‌گیری این شریان در ارتباط است و الگوی جهت‌گیری آن، در مراحل اولیه رشد جنین شکل می‌گیرد.
نتایج این پژوهش که در مجله Cell منتشر شده، گامی مهم در جهت رسیدن به هدف بلندمدت دانشمندان دانشگاه استنفورد است: توسعه روش‌هایی برای رشد شریان‌های جدید در بیمارانی که دچار انسداد یا محدودیت جریان خون در رگ‌ها هستند، چیزی که پژوهشگران از آن با عنوان «بازرگ‌سازی عروقی پزشکی» یاد می‌کنند.
کریستی رد-هورس، استاد زیست‌شناسی و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید:”برای اولین بار، شواهدی پیدا کرده‌ایم که نشان می‌دهد یک ژن خاص مسئول تنظیم رشد یکی از مهم‌ترین شریان‌های قلبی در بدن انسان است. اگر بتوانیم مسیرهای زیستی مربوط به شکل‌گیری این شریان‌ها را درک کنیم، شاید بتوانیم همان مسیرها را در قلب بیمار فعال کنیم و شریان‌های جدیدی ایجاد نماییم.”
قلب انسان از چندین شریان کرونری تغذیه می‌شود که وظیفه دارند خون و اکسیژن را به بافت قلب برسانند. دو شریان اصلی در جلوی قلب و در سمت راست و چپ قرار دارند. برای تأمین اکسیژن در ناحیه پشتی قلب، شریان نزولی خلفی از یکی از این دو شریان منشعب می‌شود. در حدود ۸۰% افراد، این شریان از شریان کرونری راست منشأ می‌گیرد. اما در حدود ۱۰%، منشأ آن از سمت چپ است و در ۱۰% باقی‌مانده، هر دو شریان راست و چپ به‌طور مشترک شریان نزولی خلفی را تغذیه می‌کنند.
برای بررسی اینکه چه چیزی این الگوهای متفاوت شریانی را تعیین می‌کند، رد-هورس با تیمی به سرپرستی تیم اسیِمز، استاد پزشکی قلب و عروق همکاری کرد.
اسیِمز، که در مرکز درمانی نظامیان در پالو آلتو نیز طبابت می‌کند، با بهره‌گیری از داده‌های مربوط به «برنامه میلیون کهنه‌سرباز» متعلق به اداره امور کهنه‌سربازان آمریکا—شامل اطلاعات مربوط آنژیوگرافی بیش از ۶۰ هزار نفر— تحلیلی ژنتیکی انجام دادند. این پایگاه داده، نوع الگوی شریانی قلب افراد (غالب راست، چپ یا مشترک) را در کنار نمونه‌های ژنتیکی آن‌ها در اختیار داشت.
تحلیل‌های ژنتیکی پژوهشگران ده نقطه از ژنوم انسان را شناسایی کرد که با رشد شریان نزولی خلفی مرتبط هستند. قوی‌ترین سیگنال مربوط به ژن CXCL12 بود. مطالعات قبلی نشان داده بود که تزریق پروتئین مربوط به این ژن در قلب آسیب‌دیده موش‌ها، منجر به رشد شریان‌های جدید می‌شود؛ یافته‌ای که نشان می‌دهد این ژن در انسان‌ها نیز نقش کلیدی مشابهی ایفا می‌کند.
اسیِمز توضیح می‌دهد:”اکنون شواهدی داریم که نشان می‌دهد الگوی شکل‌گیری شریان‌های کرونری اصلی ما تحت تأثیر تفاوت‌هایی در کدهای DNA به ارث رسیده از والدین‌مان است—و ژن CXCL12 مهم‌ترین نقش را ایفا می‌کند.”
پس از یافتن این ارتباط، پژوهشگران قلب جنین‌ها را تصویربرداری کردند و دریافتند که بیان ژن CXCL12 دقیقاً در زمانی رخ می‌دهد که الگوی جهت‌گیری شریان نزولی خلفی در حال شکل‌گیری است. آزمایش‌های بیشتر روی موش‌ها نشان داد که کاهش پروتئین تولیدشده توسط این ژن، الگوی شریانی چپ‌گرا یا دوطرفه ایجاد می‌کند.
هنوز مشخص نیست که آیا غالب بودن الگوی راست‌گرا مزیتی در برابر بیماری‌های قلبی ایجاد می‌کند یا نه. با این حال، کشف ژنی که احتمالاً مسئول این نوع انشعاب‌های شریانی است، امید به یافتن روش‌هایی برای ایجاد شریان‌های جانبی را زنده کرده است—یعنی رشد هدفمند رگ‌های جدیدی که در صورت انسداد شریان‌های اصلی بتوانند همچنان اکسیژن‌رسانی به قلب را ادامه دهند. درمان‌های فعلی برای انسداد شریان‌ها بسیار تهاجمی هستند، مانند جراحی بای‌پس قلب یا گذاشتن استنت.
در گام بعدی، پژوهشگران قصد دارند انواع مختلف DNA را که منجر به تفاوت در بیان ژن CXCL12 می‌شود بررسی کرده و راه‌هایی برای فعال‌سازی هدفمند این ژن طراحی کنند تا بتوانند درمان‌های زیستی جدیدی برای بیماری‌های قلبی توسعه دهند.
منبع:
Pamela E. Rios Coronado et al, CXCL12 drives natural variation in coronary artery anatomy across diverse populations, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.005
تهیه تنظیم: سید طه نوربخش
نظارت و تأیید: فائزه محمدهاشم-متخصص ژنتیک