科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新神經(jīng)發(fā)育綜合征的遺傳基礎(chǔ)和分子機制

北卡羅來納大學(xué)教堂山醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家及其同事證明，SPTBN1 基因的變異可以改變神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，顯著影響其功能并導(dǎo)致罕見的、新定義的兒童神經(jīng)發(fā)育綜合征。

北卡羅來納大學(xué)細胞生物學(xué)系助理教授、北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)中心成員 Damaris Lorenzo 博士領(lǐng)導(dǎo)了這項研究，該研究今天發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》雜志上。Lorenzo 也是 UNC 醫(yī)學(xué)院的 UNC 智力和發(fā)育障礙研究中心 (IDDRC) 的成員，是資深作者。

基因 SPTBN1 指示神經(jīng)元和其他細胞類型如何制造 βII-血影蛋白，這是一種在神經(jīng)系統(tǒng)中具有多種功能的蛋白質(zhì)。攜帶這些變異的兒童可能會出現(xiàn)語言和運動發(fā)育遲緩以及智力障礙。一些患者接受了額外的診斷，例如自閉癥譜系障礙、多動癥和癲癇。鑒定導(dǎo)致這種廣泛殘疾的遺傳變異是尋找該綜合征治療方法的第一個重要里程碑。

Lorenzo 首先從醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)家 Queenie Tan 醫(yī)學(xué)博士和遺傳咨詢師 Becky Spillmann 博士那里了解到攜帶 SPTBN1 變異的復(fù)雜神經(jīng)發(fā)育表現(xiàn)的患者——這兩位都是 NIH 資助的杜克大學(xué)未確診疾病網(wǎng)絡(luò) (UDN) 站點的成員大學(xué)和自然遺傳學(xué)論文的合著者。他們聯(lián)系了與梅奧診所 UDN 站點相關(guān)的遺傳學(xué)家 Margot Cousin 博士，以及該研究的共同第一作者。Cousin 還從 SPTBN1 變異攜帶者那里收集了臨床信息。其他臨床遺傳學(xué)團隊了解了這些努力并加入了這項研究。

受 SPTBN1 變異影響的人群繼續(xù)增長。Lorenzo 及其同事在去年夏天發(fā)表了初步研究結(jié)果的預(yù)印本后，就新病例與他們?nèi)〉昧寺?lián)系。確定 SPTBN1 綜合征等罕見疾病的遺傳原因需要匯集多名患者的知識，以建立共同的臨床和生物學(xué)模式。

“幸運的是，負擔(dān)得起的基因測序技術(shù)的出現(xiàn)，以及數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建，以促進臨床醫(yī)生和研究人員之間的信息共享，大大加快了罕見疾病的診斷，”洛倫佐說。“從歷史角度來看，βII-Spectrin 是 40 年前通過開創(chuàng)性工作共同發(fā)現(xiàn)的，我的 UNC 同事 Keith Burridge 博士和 Richard Cheney 博士以及我的博士后導(dǎo)師 Vann Bennett 博士在杜克。然而，它與疾病的聯(lián)系直到現(xiàn)在我們才知道。”

βII-血影蛋白與神經(jīng)元細胞骨架緊密相關(guān) - 一個復(fù)雜的絲狀蛋白網(wǎng)絡(luò)，跨越神經(jīng)元并在其生長、形狀和可塑性中起關(guān)鍵作用。βII-血影蛋白形成一個擴展的支架網(wǎng)絡(luò)，為膜提供機械完整性，并有助于協(xié)調(diào)整個神經(jīng)元中分子復(fù)合物的正確定位。通過 2019 年發(fā)表在 PNAS 上的研究，Lorenzo 發(fā)現(xiàn) βII-血影蛋白對于小鼠的正常大腦布線以及軸突中細胞器和囊泡的正確運輸至關(guān)重要——軸突中的細胞器和囊泡是將信號從神經(jīng)元傳輸?shù)狡渌窠?jīng)元的長延伸。βII-血影蛋白是促進神經(jīng)元正常發(fā)育、維持和功能過程的一個組成部分。

標簽： 遺傳基礎(chǔ)