PITX2誘導は、不整脈性心筋症における心筋細胞機能障害につながります

不整脈性心筋症（ACM）は、心室の電気生理学的および構造的リモデリングを特徴とする遺伝性進行性疾患です。しかし、デスモソーム変異の結果としての疾患を引き起こす分子経路はよく理解されていません。ここでは、ACMと臨床的に診断された患者のデスモプラキン内の新しいミスセンス変異を特定しました。CRISPR-CAS9を使用して、患者由来のヒト誘導多能性幹細胞（HIPSC）のこの突然変異を修正し、同じ突然変異を運ぶ独立したノッキンhIPSC系統を生成しました。変異体心筋細胞は、コネキシン43、NAV1.5、およびデスモソームタンパク質の減少を示し、これには長期の活動電位持続時間が伴いました。興味深いことに、コネキシン43、Nav1.5、およびデスモプラキンのリプレッサーに作用する転写因子であるペアのようなホメオドメイン2（PITX2）は、変異体心筋細胞で誘導されました。これらの結果は、PITX2が枯渇または過剰発現しているコントロール心筋細胞で検証しました。重要なことに、患者由来の心筋細胞におけるPITX2のノックダウンは、デスモプラキン、コネキシン43、およびNAV1.5のレベルを回復するのに十分です。

Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is an inherited progressive disease characterized by electrophysiological and structural remodeling of the ventricles. However, the disease-causing molecular pathways, as a consequence of desmosomal mutations, are poorly understood. Here, we identified a novel missense mutation within desmoplakin in a patient clinically diagnosed with ACM. Using CRISPR-Cas9, we corrected this mutation in patient-derived human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) and generated an independent knockin hiPSC line carrying the same mutation. Mutant cardiomyocytes displayed a decline in connexin 43, NaV1.5, and desmosomal proteins, which was accompanied by a prolonged action potential duration. Interestingly, paired-like homeodomain 2 (PITX2), a transcription factor that acts a repressor of connexin 43, NaV1.5, and desmoplakin, was induced in mutant cardiomyocytes. We validated these results in control cardiomyocytes in which PITX2 was either depleted or overexpressed. Importantly, knockdown of PITX2 in patient-derived cardiomyocytes is sufficient to restore the levels of desmoplakin, connexin 43, and NaV1.5.