新的研究调查基因变化与帕金森病有关
后阿尔茨海默氏症,帕金森氏病(PD)是最主要的神经退行性疾病,影响接近一百万人,每年有50000新发病例确诊。进步的障碍通常在中年成人罢工。在很多情况下,疾病的传播到其他大脑区域会导致帕金森病痴呆、记忆的特点是恶化,原因,注意力和规划。
在新的研究中,特拉维斯Dunckley博士亚利桑那州立大学生物设计研究所的研究员,研究基因改造与PD和PD-associated痴呆的发展,带来了新的调查工具。
参见:研究证实帕金森增强创造力
这项研究发表在最新一期的杂志上神经遗传学利用RNA序列照射两种现象与帕金森病的发病和可变剪接基因差异表达的基因。
这项研究跟踪特定的基因改变与帕金森病的发展,指出基因表达和可变剪接提供补充信息全面了解疾病进展的关键。结果深化疾病的科学认识,同时提出更全面的诊断的新途径。
“这项工作表明,退化的关键功能的大脑区域在帕金森病基因比以前复杂的赞赏,“Dunckley说。“非常小的变化的基因处理,不仅大改变基因开启或关闭,可以导致帕金森病。”
Dunckley博士是新形成的神经退行性疾病研究中心的研究员(发改委),亚利桑那州立大学的一个独特的伙伴关系,旗帜的健康。联盟的研究主要集中在提高科学研究中,治疗和预防阿尔茨海默氏症,帕金森氏症和其他神经退行性疾病。
持续的威胁
帕金森病影响大约1%的50岁以上的人,随着年龄的发病率明显增加。目前,没有治愈疾病,尽管药物和手术可用于帮助管理的一些症状。
大脑的神经元位于黑质区域是帕金森病的主要目标。这些神经元产生多巴胺,降低疾病进展,导致恶化的正常运动。
神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍和异常的可变剪接都与帕金森病的轨迹,虽然精确的原因illness-involving在中脑多巴胺能神经元的恶化伴随着高dementia-remain不明。
帕金森病的主要症状是颤抖的手,胳膊,腿,下巴和脸;动作迟缓(或缓慢运动);刚度和刚度的四肢和躯干和受损的平衡和协调能力。在其他脑区细胞的损失,包括脑干和嗅球,也一直在与帕金森病。
主神经系统疾病的特点是形成所谓的路易bodies-microscopic聚合的蛋白质称为α-synuclein。路易小体参与其他神经系统疾病,包括与路易体痴呆。证据表明,与路易体痴呆,帕金森病和帕金森病痴呆可能都与大脑异常处理α-synuclein。
序列变换
在过去的十年里,基因表达的研究迅速发达,部分原因是成功的人类基因组的测序。一套被称为下一代测序技术允许低成本、快速测序DNA和RNA,革命性的基因组学和分子生物学的研究。帕金森病的遗传关联最近调查,尽管与细胞变性的机制仍然知之甚少。
在当前的研究中,RNA序列被用来评估大脑的基因差异表达后扣带皮层,使用样本神经正常的大脑,帕金森病和帕金森病痴呆患者。事后样本后扣带皮层是大脑阳光健康研究所的银行。
大量的基因被发现在这两种疾病与正常对照组相比。有趣的是,一些过表达基因在免疫功能而发挥作用的基因负责细胞信号或化妆的细胞的结构性支持网络(称为细胞骨架)underexpressed在帕金森患者。
排名前20位的差异表达基因的研究报告在帕金森病和帕金森病痴呆,与健康对照组比较。基因超表达展示包括那些参与细胞运动、受体结合,细胞信号和离子体内平衡。Underexpressed基因共同参与激素信号。
现有的研究基因表达在帕金森患者遗传病理学的可能不会告诉整个故事。选择性剪接的基因,观察到在新研究中,也可能是一个关键因素。应用可变剪接以及微分基因表达信息提供了一个更微妙的帕金森病损害大脑,产生症状通常观察到。
基因表达和拼接
先前的研究已经涉及基因畸变与帕金森病,特别是在体内基因LRRK2基因称为变异。这项新研究另外评估剪接变体可能参与帕金森病。
可变剪接发生在基因表达和允许一个单一的基因代码为多个蛋白质。在这个过程中,部分基因,称为外显子,可能包括在或排除在最终加工信使核糖核酸(mRNA)产生的基因。由此产生的蛋白质翻译或者拼接mrna将包含不同的氨基酸序列,通常,改变生物功能。可变剪接允许人类基因组产生比预期更多的蛋白质从大约20000个蛋白编码基因。信贷:公共领域
可变剪接基因控制,是一种常见的机制允许一个单一的基因代码多个蛋白质。这个过程通常发生在DNA序列的片段的基因作为显子过程中跳过转录成RNA。然后翻译成蛋白质变异或者拼接mRNA,轴承不同的氨基酸序列。
可变剪接发生在大约95%的人类基因,负责一个巨大的扩张在大自然的调色板有用的蛋白质。这种现象有助于解释惊人的生物复杂性和多样性的人类,尽管只有20000个蛋白编码基因。然而相同的可变剪接过程可以产生异常的蛋白质与疾病联系在一起,包括帕金森病。
特异基因的最新研究报告重要的可变剪接的皮质PD和PD患者痴呆。特别是,研究人员检查后扣带皮层,PD-linked蛋白质α-synuclein的传播与帕金森病痴呆相关联。
了解更多:核磁共振大脑扫描检测早期帕金森患者
结果表明,PD的大部分差异表达基因不同于那些显示可变剪接的最高学位。因此,传统的基因分析仅忽略了重要的遗传信息与帕金森病相关的开发和发展。一些观察到的可变剪接仅限于PD患者显示当别人仅仅是与PD痴呆。
可变剪接事件的详细分析可以揭示异常关键致病基因的剪接。这个过程可以在多种方式推动疾病进展。一方面,可变剪接可能引发特定路径变得活跃,导致疾病发作或恶化。遇险或者,细胞在帕金森病和帕金森病痴呆的进展可能会接受改变拼接普遍功能障碍的结果。作者指出,未来的研究将有助于区分这些可能性,进一步流失这种毁灭性的疾病。
“我们希望进一步澄清这些新发现的基因变异的作用在疾病过程将为治疗提供新的目标可能减缓或阻止无情的大脑退化。”
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出版
Henderson-Smith一et al。新一代分析识别的分子病因Parkison痴呆。神经遗传学,2016年出版。doi: 10.1126 / science.1244505
