由费城儿童医院 (CHOP) 的研究人员领导的一个国际研究小组已经确定了三种新基因如何导致神经发育障碍。研究人员现在对这些基因在人类大脑发育和功能中的作用以及它们作为未来潜在治疗靶点的能力有了更好的认识。该研究结果最近由《临床研究杂志》在线发表。
在过去的几十年里,研究人员已经在与神经发育障碍相关的不同信号通路中发现了 1500 多个基因。平均而言,大约三分之一的神经发育障碍患者接受基因诊断。然而,人们对这些基因如何联网以及它们的功能障碍如何导致这些疾病知之甚少。
此前对其他疾病的研究表明,与基因剪接相关的问题可能是罪魁祸首。在转变成蛋白质之前,基因会被转录成不编码蛋白质的内含子或 RNA 链,以及编码蛋白质的外显子。内含子在称为剪接的过程中被去除,该过程是由称为剪接体的蛋白质复合物执行的。
影响剪接体的变异很少与神经发育障碍有关。然而,通过一系列复杂的测试,这项研究的研究人员表明,剪接体的故障是导致某些神经发育障碍的原因。
“使用多种技术,包括表型分析、基因组测序以及果蝇和干细胞建模,我们能够绘制与神经发育障碍相关的三个基因的遗传结构,特别是发育迟缓、智力障碍和自闭症,”李东说,博士,CHOP 应用基因组学中心和人类遗传学部门的研究教员,也是该研究的主要作者。
“将果蝇和人类遗传学结合起来,帮助我们了解这些基因的变异如何影响剪接体的机制并导致这些疾病的机制。”
这项研究利用了患有神经发育障碍的无关患者的基因组和临床数据。在该队列中,46 名患者存在 U2AF2 基因错义变异,6 名患者存在 PRPF19 基因变异。在人类干细胞和果蝇模型中,研究人员注意到神经突形成的问题,或赋予神经元形状的突起,以及果蝇模型中剪接和社交缺陷的问题。
更深入的分析显示,第三个基因 RBFOX1 存在错义变异,会影响剪接并丧失适当的神经元功能。随后将这些发现与研究中患者的结果进行了比较,证实这三个基因的变异可导致神经发育障碍。