冰桶挑战后,Science发布渐冻人研究重大成果

【字体: 时间:2015年03月05日 来源:生物通

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  利用先进的测序技术,研究人员鉴别出了与散发性肌萎缩侧索硬化症(渐冻人症,ALS)相关的一个新基因。ALS是一种破坏性的神经退行性疾病,可导致患者完全丧失随意运动能力,在大多数病例中是致命的。

  

生物通报道  利用先进的测序技术,研究人员鉴别出了与散发性肌萎缩侧索硬化症(渐冻人症,ALS)相关的一个新基因。ALS是一种破坏性的神经退行性疾病,可导致患者完全丧失随意运动能力,在大多数病例中是致命的(延伸阅读:Cell开发人类遗传研究新捷径 )。

新研究对2,874名ALS患者及6,405名对照人群进行了新一代外显子组测序,这是迄今为止在一项研究中对最大数量的ALS患者开展的测序。相关研究论文发表在2月19日的《科学》(Science)杂志上。

尽管人们已获得了许多有关家族性ALS遗传基础的知识,目前只有少数的基因确定与散发性ALS有关联,后者占据了大约90%的ALS病例。这一新的关联基因TBK1在两个重要细胞信号通路——炎症和自噬的交叉点上发挥了关键作用。

ALS协会(ALS Association)首席科学家Lucie Bruijn博士说:“鉴别出TBK1将推动了解ALS的发病机制,尤其是以往的研究就表明了一些炎症和自噬信号通路与这一疾病有关。发现TBK1导致了1%的ALS这一事实大大增进了我们对于这一疾病遗传基础的认识。”

研究的共同领导者、哥伦比亚大学医学中心(CUMC)基因组医学研究所主任、遗传学与发育教授David B. Goldstein博士说:“这项研究向我们表明大规模的遗传研究不仅能够在ALS中很好地起作用,还可以帮助精确地描绘出与ALS相关的一些关键生物学信号通路,它们随后将成为靶向性药物开发工作的焦点。ALS是由数十个不同的遗传突变引起的一种相当复杂的疾病,我们才开始去认识它。我们鉴别出的突变越多,就越能够更好地解读并影响导致疾病的一些信号通路。”

Biogen Idec公司高级副总裁Tim Harris博士说:“这些研究结果显示了外显子组测序在寻找让个体易患疾病的罕见变异以及鉴别潜在干预点方面的能力。我们正在追踪调查这一信号通路的功能,某一天这项研究或许会让ALS患者受益。”

通过搜索这项ALS研究生成的巨大数据库,Goldstein博士和同事们发现了几个似乎促成了ALS的基因,最引人注目的就是TBK1 (TANK-Binding Kinase 1),以往的一些小规模的研究并未检测到它。TBK1突变存在于大约1%的ALS患者中。该研究还发现了从前被认为在ALS中发挥次要作用的一个基因OPTN,有可能实际上是这一疾病的一个重要作用因子。

Goldstein博士说:“值得注意的是,TBK1蛋白和OPTN基因编码的optineurin蛋白之间在物理上和功能上发生了互作。两种蛋白都是一些炎症和自噬信号通路正常发挥功能的必要条件,现在我们证实任一个基因发生突变都与ALS有关。因此需要TBK1和OPTN的信号通路出现异常在某些ALS患者中发挥了重要作用,这一点毫无疑问。”

当前研究人员正利用患者来源的诱导多能干细胞(iPS细胞)以及携带TBK1或OPTN突变的小鼠模型,来研究ALS疾病机制并筛查一些候选药物。有几个影响TBK1信号的化合物已被开发出来用于癌症,人们认为在癌症中这一基因对肿瘤细胞的生存发挥了作用。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Exome sequencing in amyotrophic lateral sclerosis identifies risk genes and pathways

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating neurological disease with no effective treatment. Here we report the results of a moderate-scale sequencing study aimed at identifying new genes contributing to predisposition for ALS. We performed whole exome sequencing of 2,874 ALS patients and compared them to 6,405 controls. Several known ALS genes were found to be associated, and the non-canonical IκB kinase family TANK-Binding Kinase 1 (TBK1) was identified as an ALS gene. TBK1 is known to bind to and phosphorylate a number of proteins involved in innate immunity and autophagy, including optineurin (OPTN) and p62 (SQSTM1/sequestosome), both of which have also been implicated in ALS. These observations reveal a key role of the autophagic pathway in ALS and suggest specific targets for therapeutic intervention.

 

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