Nature:科学家揭示ALS和FTD常见的基因突变干扰分子机制

2025年07月15日 阅读量:289

元素百科最近,在国际杂志Nature上发表的一篇研究论文中,麻省大学医学院来自美国(University of Massachusetts Medical School)其他地方的科学家通过研究揭示了肌萎缩侧索硬化(ALS)和额颞痴呆(frontotemporal dementia,FTD)患者最常见的基因突变干扰正常细胞功能的分子机制,可能为开发治疗相关脑病的新策略提供新的思路。

基因突变阻断信息传递

研究人员表示,突变会干扰细胞核中RNAS和蛋白质的进出。研究表明,ALS和FTD中常见的基因突变会阻断信息的传递,使大脑和脊髓中的神经元处于退化和死亡阶段。四年前,研究人员发现C9ORF72的突变是ALS的罪魁祸首,同样,FTD也会发生C9ORF72基因的突变。

基因突变研究

J. Paul Taylor博士表示,到目前为止,研究人员认为C9ORF72基因突变是与ALS和FTD发病相关最常见的遗传缺失。因此,了解突变引起疾病的分子机制,为后期发展新疗法阻断或逆转患者大脑和脊髓中神经元的死亡提供了新的希望。

在美国,每年都有近5600名个体被诊断为ALS,其中90%以上的患者没有疾病家族史。基因C9ORF72的突变占ALS患者的4%至6%,而有家族史的患者占25%至40%。在正常情况下,基因C9ORF72包含20个重复或更少的运动DNA,而在突变基因中,GGGCC的序列扩展和异常重复数十倍甚至数千倍,RNA将重复,最终导致RNA和蛋白质的异常形状损伤细胞。

为了确定这种重复是否会影响细胞,研究人员Brian Freibaum开发了一种ALS和FTD果蝇模型,包括C9ORF72基因,包含多种重复序列。与正常重复数量的果蝇相比,含有58个序列重复的果蝇往往有严重的疾病症状;然后,研究人员筛选超过80%的突变果蝇基因组,以跟踪C9ORF72基因序列重复的后果。

通过对每个基因的持续清除,研究人员确定了18个修改基因,这些基因的缺乏会导致症状减少或恶化,这18个基因也参与了核转移过程。研究人员表示,检查携带C9ORF72基因突变患者产生的神经元可能会揭示细胞核中的RNA组成。当研究人员比较细胞核内外的RNA浓度时,发现携带突变的患者神经元中的RNA密度高于前者的35%,而不是携带突变的个体。本研究包括分析5名携带C9ORF72突变的患者产生的神经元,不会对同一患者皮肤成纤维细胞的RNA浓度产生类似影响,表明基因C9ORF72突变的损伤可能仅限于大脑。

最后,研究人员说,我们将继续研究确定为什么新的基因缺失会对神经元产生毒性影响,研究人员需要逆转缺失,如阻塞或沉默突变基因表达,研究人员相信更深入的研究可能有助于开发新的ALS和FTD治疗。

                                                                                                       责任编辑:qxl

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