邁阿密大學(xué)米勒醫(yī)學(xué)院、麥吉爾大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GF14 基因中一種隱蔽的遺傳變異，稱為 DNA 串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增，導(dǎo)致一種常見(jiàn)形式的遲發(fā)性小腦性共濟(jì)失調(diào)，一種大腦干擾協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的障礙。串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增僅在 50 種情況下發(fā)現(xiàn)，包括弗里德賴希共濟(jì)失調(diào)和亨廷頓舞蹈病，但研究人員認(rèn)為它們可以解釋許多其他情況。
該論文“Deep Intronic FGF14 GAA Repeat Expansion in Late-Onset Cerebellar Ataxia”于 12 月 14 日在線發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志上。這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)為患有遲發(fā)性共濟(jì)失調(diào)的患者帶來(lái)新的診斷和治療方法。
John P. Hussman 人類基因組學(xué)研究所聯(lián)合主任、首席基因組學(xué)官 Stephan Züchner 醫(yī)學(xué)博士說(shuō)：“這種形式的共濟(jì)失調(diào)對(duì)生命中的人造成影響的時(shí)間相對(duì)較晚，而且?guī)缀鯖](méi)有治療方法。”米勒醫(yī)學(xué)院和該研究的共同資深作者。“但現(xiàn)在，我們知道這種疾病是由單個(gè)基因引起的，這應(yīng)該會(huì)帶來(lái)巨大的治療進(jìn)展。”
遲發(fā)性共濟(jì)失調(diào)主要集中在特定人群中，包括法裔加拿大人。共同資深作者 Bernard Brais，MDCM，哲學(xué)碩士，博士，蒙特利爾麥吉爾大學(xué)罕見(jiàn)神經(jīng)疾病組主任，治療了許多患有這種疾病的患者。他在共濟(jì)失調(diào)和相關(guān)疾病以及魁北克省患者和家屬的研究登記方面的專業(yè)知識(shí)是該研究成功的基礎(chǔ)。
在 FGF14 基因中發(fā)現(xiàn)了遲發(fā)性共濟(jì)失調(diào)擴(kuò)張，該基因與細(xì)胞生長(zhǎng)、組織修復(fù)和其他任務(wù)有關(guān)。雖然對(duì)該基因進(jìn)行了深入研究，但沒(méi)有人見(jiàn)過(guò)這些重復(fù)擴(kuò)增，這主要是因?yàn)?RNA 在細(xì)胞中的處理方式。
RNA可以分為兩類：外顯子和內(nèi)含子。蛋白質(zhì)的外顯子代碼;內(nèi)含子在外顯子之間包含非編碼 RNA。由于內(nèi)含子是從編碼 RNA 鏈中剪接出來(lái)的，因此很難確定內(nèi)含子序列(例如 FGF14 的重復(fù)擴(kuò)增)如何影響蛋白質(zhì)生產(chǎn)。
在這項(xiàng)研究中，邁阿密和蒙特利爾的團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自法裔加拿大人、德國(guó)人、澳大利亞人和印度人家庭的完整基因組進(jìn)行了測(cè)序，應(yīng)用一種新的、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法來(lái)識(shí)別重復(fù)擴(kuò)展。Matt Danzi 博士是 Züchner 博士實(shí)驗(yàn)室的副科學(xué)家，也是該論文的共同主要作者，他發(fā)現(xiàn)了患者基因組中的關(guān)鍵異常。共同主要作者、麥吉爾大學(xué)研究員 David Pellerin 醫(yī)學(xué)博士證實(shí)并描述了患者體內(nèi)這些不尋常的非蛋白質(zhì)編碼重復(fù)擴(kuò)增。
Züchner 博士和他的團(tuán)隊(duì)在解決罕見(jiàn)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的遺傳謎團(tuán)方面贏得了廣泛的聲譽(yù)。在這種情況下，他們可以及早使用先進(jìn)的軟件工具，并準(zhǔn)備了獨(dú)特的健康對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)，使他們能夠提高短讀基因組測(cè)序的能力，以識(shí)別隱藏的內(nèi)含子變異。后來(lái)，邁阿密和蒙特利爾團(tuán)隊(duì)使用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序來(lái)證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)。接下來(lái)的步驟之一是了解這些擴(kuò)展如何破壞 FGF14。
“據(jù)我們所知，這些重復(fù)性擴(kuò)增只會(huì)讓基因難以以正常水平表達(dá)，”Danzi 博士說(shuō)。“受影響的 DNA 和 RNA 變得比平常大得多，并干擾正常的 RNA 加工。細(xì)胞最終得到的蛋白質(zhì)比它們需要的少得多。”
這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)引發(fā)了一系列圍繞 FGF14 和遲發(fā)性共濟(jì)失調(diào)的活動(dòng)。確定該病癥的遺傳驅(qū)動(dòng)因素將為科學(xué)家和臨床醫(yī)生提供診斷更多患者的重要工具。目前的努力已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 500 多個(gè)具有變異的家庭，后續(xù)研究可能會(huì)使這個(gè)數(shù)字超過(guò)一千個(gè)。FGF14 的重復(fù)擴(kuò)增可能被證明是遲發(fā)性共濟(jì)失調(diào)的最??常見(jiàn)形式。
此外，識(shí)別一個(gè)基因的異常意味著研究人員可以開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的診斷測(cè)試、動(dòng)物模型，并最終開(kāi)發(fā)治療方法來(lái)對(duì)抗它。正在開(kāi)發(fā)的針對(duì) Friedreich 共濟(jì)失調(diào)的治療方法可用于治療 FGF14 擴(kuò)增的患者?；颊咭部赡苁芤嬗谝环N名為 4-氨基吡啶的藥物，該藥物已被用于治療其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
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