发现罕见眼病的新基因联系

发现罕见眼病的新基因联系
在一项关于罕见眼病MacTel的新研究中,分析了人类视网膜细胞的电子显微镜图像。这些细胞是用诱导多能干细胞技术制造出来的。资料来源:Kevin Eade, Scott Henderson和Kimberly Vanderpool

对患有和不患有这种罕见眼病(MacTel)的人的数千个基因组进行分析后,发现了十几种可能导致相当一部分患者病情发展和恶化的基因变异。

这一发现是由斯克里普斯研究所和洛伊医学研究所的科学家团队与纽约哥伦比亚大学和加州大学圣地亚哥分校合作发现的,为寻求诊断和治疗提供了新的途径。bob88体育平台登录它还揭示了视网膜代谢的基本方面,视网膜是人体中能量需求最高的组织之一.研究结果发表在今天的杂志上自然的新陈代谢

斯克里普斯研究所教授、拉霍亚洛伊医学研究所所长、医学博士马丁·弗里德兰德说:“发现围绕这种罕见而复杂的眼病的许多问题的新答案是令人兴奋的。”bob88体育平台登录“尽管我们知道MacTel有一个在美国,精确的变体仍然难以捉摸。这些发现将作为进一步科学研究的跳板,并为潜在的治疗靶点提供指导。”

MacTel是“黄斑毛细血管扩张症2型”的缩写,是一种进行性的、使人衰弱的眼病,大约每5000人中就有一人患病,全球约有200万人。MacTel是一种视网膜(眼睛后部的感光组织)疾病,会导致中央视力逐渐退化,干扰阅读和驾驶等关键任务。

拼凑拼图

15年来,科学家们在一项名为“麦泰尔计划”(MacTel Project)的国际努力中合作,寻找麦泰尔的病因并开发治疗方法。早期的研究发现,患者血液中丝氨酸的含量很低。然而,虽然丝氨酸对许多生物过程是必不可少的,但当时还不知道它会影响眼睛健康。

2019年,弗里德兰德和同事们发现了这种联系。他们取得了突破性的发现,低丝氨酸水平会导致有毒脂质的积聚,从而导致感光细胞死亡。但是,仍然有许多问题。例如,是什么导致了丝氨酸的下降?调查仍在继续。

在这项新研究中,哥伦比亚大学的兰多·阿利克梅茨博士使用了另一种方法来寻找疾病的基因驱动因素。他和他的团队没有评估基因中的单个突变,而是分析了一组突变,这使他们能够在一小部分患有MacTel的人群中识别致病基因。

在MacTel患者中,PHGDH基因的变异明显多于未患病的患者。研究小组发现了22种罕见的PHGDH变异,加在一起约占MacTel病例的3%至4%。可能存在更多的变异,但尚未被发现——考虑到具有不同遗传原因的小患者群体,这是一个挑战。

对其他疾病的影响

PHGDH是一种关键酶,使身体能够制造丝氨酸,这些研究提供了长期以来在MacTel患者中观察到的丝氨酸低的联系。它的功能对眼睛和身体其他部位的神经元的健康至关重要。

研究中发现的几种基因变异,当等位基因或基因副本都受到影响时,已知会导致罕见的严重神经病。在MacTel的情况下,只有一个等位基因受到影响,导致酶功能的部分丧失,从而导致视网膜变性。

PHGDH中的许多变异都是首次被发现的,并被预测会导致基因缺陷,弗里德兰德的团队正在努力证实这一点。他们直接测试了在MacTel患者身上发现的大量变异是否真的对PHGDH功能有害,并发现它们确实有害。

“PHGDH基因对丝氨酸的产生至关重要,丝氨酸在细胞代谢中起着核心作用,”凯文·伊德博士说,他是前斯克里普斯研究所博士后助理,现任洛伊医学研究所的高级科学家。bob88体育平台登录“通过对人类视网膜组织的遗传分析和实验,我们能够证实,即使部分丧失PHGDH功能也会对视网膜产生破坏性影响。”

然后,科学家们使用人类诱导的多能干细胞产生了含有mactel相关PHGDH突变之一的特化视网膜细胞。他们发现,这些细胞中的PHGDH突变会导致一种有毒脂质的产生,这种脂质此前已被证明会导致MacTel。

视觉疗法

通过更全面地了解PHGDH在MacTel中的作用,科学家们希望他们可以开始制定潜在的治疗方法。

“关于这种罕见疾病,我们还有很多要了解的,包括为什么丝氨酸代谢的系统性变化会导致疾病洛伊医学研究所的资深科学家、斯克里普斯研究所的博士研究生马林·甘特纳博士说。bob88体育平台登录“我们已经走了很长一段路来确定与每一步都提供了新的见解,可以用来创造一种治疗方法。”


进一步探索

基因的发现使人们对眼病的病因有了更深入的了解

更多信息:Eade, K., Gantner, m.l., Hostyk, J.A.等人。由PHGDH单倍不足引起的丝氨酸生物合成缺陷导致视网膜疾病。Nat金属底座3, 366-377(2021)。doi.org/10.1038/s42255 - 021 - 00361 - 3
期刊信息: 自然的新陈代谢

引用:罕见眼病(2021,3月23日)的新基因链接于2022年7月31日从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-03-genetic-links-rare-eye-disease.html检索
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