Nature子刊：這個基因竟與四種罕見神經退行性疾病都有關

神經退行性疾病一直是醫學研究難以攻克的一大疾病，像是阿爾茨海默症、帕金森、癲癇、亨廷頓病等都是我們所熟悉的神經退行性疾病。當然，對於一些罕見的神經退行性疾病科學家也沒有放棄。同一種疾病可能是由於不同的基因突變導致的，這就使得許多遺傳性疾病治療變得複雜。如果能夠找到其中的共同點，或將為治療帶來新方法。

近日，日本東京大學的研究人員們在《Nature Genetics》雜誌發表論文稱，同一個基因在四種不同的罕見神經退行性疾病患者身上均出現重複擴增的現象。

DOI：10.1038 / s41588-019-0458-z

這個基因或是罕見病的罪魁禍首

神經元核內包涵體疾病（NIID）是一種罕見的神經退行性疾病。患者表現出認知障礙、運動失控、失去平衡、四肢無力或是吞咽困難等癥狀。不久前在《American Journal of Human Genetics》上發表的一篇研究中，名古屋大學醫學研究生院神經學教授Gen Sobue的研究團隊通過對8個家庭13名受NIID影響個體和4個未受影響個體的分析發現，NIID與X染色體上的遺傳密碼子CGG會重複有關，首次揭示了DNA序列重複與神經退行性疾病之間的關係。

Gen Sobue 圖片來源：名古屋大學

而在由東京大學醫學助理教授Hiroyuki Ishiura和他的同事發表的最新研究中，他們進一步調查了四個患有NIID疾病的家族。研究人員對四組家庭成員進行基因檢測，依靠短序列讀取與智能數據（一種新的「TRhist」程序）分析相結合的方法，生成包含串聯重複序列的段讀取直方圖。經分析發現只有在患者的基因組中出現了CGG重複擴增的現象。

高科技清道夫助力研究分析

在人類46條染色體上搜索CGG重複突變對於傳統DNA測序技術而言是相當困難的，此次Ishiura教授所在團隊的研究人員設計了一種新方法，藉助新一代基因組測序並新開發出一種名為「TRhist」的計算機程序進行智能數據分析。

研究人員對患者和健康人的整個基因組進行了測序，通過TRhist對所有短序列進行排序，並一遍又一遍地搜索由CGG組成的序列。再對比健康人類基因組的標準序列，計算機程序可以將包含CGG重複突變的那些短片段定位到染色體區域。

如此一來，研究人員便能將他們的搜索範圍縮小到基因組中的任何地方，在這一染色體區域內只有患者有大量的CGG重複，而健康的人沒有。

有了這些信息，研究人員就會知道對哪些染色體區域進行測序，來明確檢測這些區域內的基因以及CGG重複突變在這些基因中的具體位置。

CGG重複擴增與其他三種罕見病有關

由於NIID與伴有白質腦病（OPML）的眼咽病、眼咽肌病（OPDM）和眼咽肌營養不良症（OPMD）這三種罕見的神經退行性疾病具有相似的癥狀和臨床檢測結果，因此研究人員預測：相同的CGG重複突變可能會導致其他三種罕見的疾病。為了驗證這一猜想，Ishiura教授和他的同事也採用了同樣的方法來尋找其他相關疾病相關基因的重複擴增。

四種罕見疾病的特徵在於神經變性的相似癥狀

研究結果表明，CGG基因的重複擴增對另外三種神經系統疾病也有很大影響，並且由於許多重複相似，單一治療可能針對多種疾病。

結語

Ishiura教授所在團隊研究發現所有四種罕見的神經系統疾病都是由CGG相隔較遠的、看似無關的基因組區域內重複突變引起的。

其中一種疾病目前只在一個家庭中發現。Ishiura教授說：「我們在十年前就已經開始注意到這個家庭，對我們來說，找到正確的診斷方法是一個長期努力的方向。」

研究人員希望，他們對罕見神經退行性疾病的研究，可能會對其他類型的非編碼串聯重複突變引起的更常見的疾病有更深的了解。

End

參考資料：

[1] Beyond finding a gene: Same repeated stretch of DNA found in three neurodegenerative diseases

[2] Two Studies Tie Repeat Expansions to Rare, Progressive Neurodegenerative Disease

[3] Noncoding CGG repeat expansions in neuronal intranuclear inclusion disease, oculopharyngodistal myopathy and an overlapping disease

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