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研究人员利用基因组通路“来预测帕金森氏症

Published on June 17, 2007 at 11:04 PM · No Comments

一个新的梅奥诊所的研究提供了强有力的证据,在几个基因编码蛋 ​​白质在一个定义良好的的生物通路常见的DNA变异共同作用在很大程度上解释了为什么有些人得到帕金森氏症,而有的则没有,甚至非常准确地预测什么年龄的人可能开发他们的第一个症状。

该研究结果发表在6月15日的PLoS遗传学问题。

“这是一个从单一基因研究的主要范式转变的复杂疾病的基因组通路研究,说:”德米特里Maraganore医师,梅奥诊所的神经学家和帕金森氏症专家,谁领导这项研究。

作者说,传统的遗传研究发现罕见的单基因突变,导致帕金森氏病只能在孤立的家庭,或已确定了共同的,只有与整个人群的疾病和不一致的弱相关的单个基因变体。

“通过研究相关基因的大型集群,我们发现模式,使人们高达90倍更有可能比一般人的发展帕金森说:”研究的共同作者蒂莫西Lesnick,梅奥诊所的生物统计学家。他说:“我们观察到的基因内的途径和预测模型的统计意义的影响大小是前所未有的。”

该模型是十分有效地预测疾病的发病年龄:60岁,91%的患者在风险最高的群体已经有帕金森氏症,而在最低风险组患者中,只有11%的人。 70岁,风险最高的组的每个成员的疾病,而在最低风险组患者中,三分之二仍然是无病。风险最高的组的成员通常开发帕金森氏超过20年,早于风险最低的。

研究人员推测,在同一个生物途径中常见的遗传变异可能也有助于一个人的发展等脑部疾病的风险,如阿尔茨海默氏症病的障碍,抽动秽语综合征,诵读困难,癫痫和精神分裂症,需要研究。

这项研究是显著的,因为:

  1. 遗传策略的新颖​​,不只是一个调查,但许多进行了预测,在一个特定的生物途径交互的基因。这项研究提供了其他复杂疾病的研究,往往只与某些单个基因的温和协会的蓝图。小的影响在许多相同的生物途径基因的总和可能理解人类的许多疾病,包括老年痴呆症,心血管疾病,糖尿病,尼古丁和酒精依赖,和许多癌症的关键,除了帕金森氏病。
  2. 它提供了有趣的新见解,帕金森氏症的症状,并可能导致测试,以确定高危人士和新的治疗方法,以防止疾病或停止其发展。
  3. 这些高风险的帕金森氏症基因载有生物在人类大脑的发展途径,以及修复和重塑大脑回路(所谓的轴突导向途径)。这就提出了另一个环境的影响,迄今已被忽略的猜测:在母亲的子宫中出生前的事件。

研究方法

研究人员研究轴突导向的途径,其中包括至少128个基因编码的蛋白质,发挥关键作用,在指导在胎儿发育的大脑的轴突(或接线)。同样的蛋白质修复接线,并确定以后的生活中受损的脑细胞的命运。

梅奥的研究人员分析的数据集,其中包括数百数千常见DNA变异的443帕金森氏症患者和443对照组(单核苷酸多态性或“SNPS)的信息;控制未受影响的兄弟姐妹。研究人员发现内轴突导向通路基因SNP和使用统计方法来确定组合的SNPs(模型),这是高度易患帕金森氏症,帕金森氏病的生存,并在帕金森氏病的发病年龄的预测。然后,他们使用额外的全基因组DNA和RNA变化的数据集,帕金森氏病的数据证实了他们的研究结果。

背景下,导致发现

Maraganore博士和梅奥的同事发表的第一个全基因组帕金森氏病协会在2005年的研究,研究数以十万计的人类基因组中常见的DNA变异,但作为单一和不相关的危险因素。他们发现了十几DNA呈弱与帕金森氏症相关的变种,但这些调查结果,至今已难以复制。他们最重大的发现,是一个轴突导向途径内的DNA变异。这是,第一项研究中的关键线索,导致他们预测,这轴突导向途径需要调查。因此,他们集中在几千年的变种基因编码,通路内,并分析了它们的共同作用。

Maraganore博士比较方法的改变,与在银河系用肉眼寻找望远镜凝视着暗星之间的区别。 “而不是使劲地观察单个DNA散落在宇宙的人类基因组随机变种的影响,我们观察到的一个变种在一个定义良好的的基因组通路星座的影响,”他说。 “当我们研究帕金森氏症的轴突导向途径,这样,就亮了起来。”

“一万亿万亿”

“任何单一基因变异的影响是小的和可疑的意义,但通路中的多个基因变异的联合影响是深远的,”Lesnick解释。 “我们不仅确定作为帕金森氏症的90倍的风险很大的人,但我们决定,我们偶然发生的结果的可能性少,在一万亿万亿之一。”调查结果还进行了验证,在两个独立的数据集。