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为探究肌萎缩侧索硬化症(ALS)病因,研究人员利用 Mendelian 随机化方法,发现 19 种相关血浆蛋白,为治疗提供方向。
肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS),也被称为渐冻症,是一种令人恐惧的神经退行性疾病。患者的大脑和脊髓中的运动神经元会逐渐退化,就像身体里的 “指挥中心” 失灵了一样,导致肌肉逐渐萎缩、无力,最后连最基本的行走、说话、吞咽都变得异常困难,甚至呼吸也会受到威胁。全球每年每 10 万人中就有两到三人被诊断出患有 ALS,而且男性的患病率更高。更糟糕的是,由于缺乏有效的早期诊断方法,很多患者在出现症状一年后才被确诊,此时病情往往已经进展到较为严重的阶段,治疗难度大大增加。目前,ALS 的病因和发病机制还不明确,虽然已经知道一些基因与它有关,但针对这些靶点开发的药物大多效果不佳,这让无数患者和家属陷入困境。
为了攻克这一难题,广西医科大学第一附属医院等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《BMC Neurology》杂志上。他们希望通过研究找到与 ALS 相关的关键血浆蛋白,为疾病的诊断和治疗提供新的方向。
在这项研究中,研究人员主要采用了 Mendelian 随机化(MR)方法。该方法利用遗传变异作为工具变量,来推断暴露因素(如血浆蛋白水平)与疾病(如 ALS)之间的因果关系,能有效减少传统观察性研究中的混杂偏倚。研究数据来自 IEU OpenGWAS 项目中公开的全基因组关联研究(GWAS)数据,涉及 80,610 名欧洲血统的个体,其中包括 20,806 名 ALS 患者和 59,804 名对照。血浆蛋白定量性状位点(pQTL)数据则来自 Ferkingstad 等人 2021 年的研究,该研究在 35,559 名冰岛人中检测了 4,907 种血浆蛋白。
研究结果主要有以下几个方面:
- 与 ALS 相关的血浆蛋白:经过严格筛选,最终 1250 种血浆蛋白被纳入 MR 分析。结果发现,491 种血浆蛋白可能与 ALS 有关,其中 95 种是潜在风险因素,396 种是潜在保护因素 。进一步分析发现 19 种血浆蛋白与 ALS 显著相关,如 C1QC、UMOD 等蛋白与疾病风险呈正相关,而 ADPGK、BTNL9 等蛋白则呈负相关。此外,反向 MR 分析表明,ALS 与 ADPGK 和 ADGRF5 的表达呈负相关。
- 基因本体(GO)和 KEGG 通路富集分析:对正向 MR 研究中发现的阳性血浆蛋白基因进行 GO 分析,结果显示这些基因在细胞成分、分子功能和生物过程等多个方面存在显著富集,如参与细胞外基质组织、趋化作用等过程。KEGG 通路分析则发现,这些蛋白显著富集在 PI3K - Akt 信号通路、细胞因子 - 细胞因子受体相互作用、轴突导向等信号通路中。
研究结论和讨论部分指出,该研究发现了 19 种与 ALS 相关的新型血浆蛋白,并通过 GO 和 KEGG 分析揭示了它们参与的重要生物过程和信号通路。这不仅增进了人们对 ALS 病理生理学的理解,还为疾病的诊断和治疗提供了潜在的生物标志物和治疗靶点。例如,C1QC 作为补体系统的一部分,其表达上调可能提示抑制补体信号通路是一种潜在的治疗策略;ADPGK 与 ALS 存在双向因果关系,有望成为未来治疗 ALS 的重要靶点。
不过,该研究也存在一些局限性。研究对象均为欧洲血统人群,可能存在种族差异导致的偏差;使用的公开数据集存在信息不全面的问题;MR 研究的结果还需要进一步的临床和实验研究来验证。
尽管如此,这项研究仍然意义重大。它为 ALS 的研究开辟了新的方向,后续研究可以在不同种族人群中验证这些发现,并通过体内外实验深入探究这些蛋白在 ALS 发病机制中的具体作用,为开发更有效的治疗方法、改善患者的预后和生活质量带来了新的希望。