Nature子刊：研究人员发现新的遗传疾病
来源：本站原创 2020-02-24 13:44
2020年2月24日讯 /生物谷BIOON /--从斑马鱼开始的研究现在已经指出胶原蛋白分泌在各种临床症状中的作用，以及在一种新发现的遗传综合症中的作用。范德比尔特大学医学中心医学副教授Ela Knapik博士和她的同事们发现了这种由单个基因突变引起的综合征，并将其命名为CATIFA，这是其核心症状的首字母缩写：腭裂、白内障、牙齿畸形、智力残疾、面部畸形和多
范德比尔特大学医学中心医学副教授Ela Knapik博士和她的同事们发现了这种由单个基因突变引起的综合征，并将其命名为CATIFA，这是其核心症状的首字母缩写：腭裂、白内障、牙齿畸形、智力残疾、面部畸形和多动症。
这项研究于近日发表在《Nature Medicine》上，结合了三种信息来源：一种斑马鱼模型、一种儿童遗传疾病和一个与DNA生物库相关的电子健康记录数据库。
图片来源：Ela Knapik, M.D.
范德比尔特大学细胞与发育生物学副教授Knapik说："这三个数据源在疾病发现方面各有优缺点。因此我想，我们为什么不同时使用它们呢？"
Knapik和她的团队正在研究一种名为ric1的基因在斑马鱼体内的功能。他们知道，ric1的突变破坏了胶原蛋白的分泌，并导致鱼的颅面和其他骨骼缺陷。
他们了解到，另一组研究人员报告了一个儿童白内障家庭的多个儿童的RIC1基因发生了突变。Knapik的团队对斑马鱼的白内障进行了评估，但没有发现任何白内障。
故事可能就此结束，但是Knapik很感兴趣。孩子们是否有其他的症状因为他们最紧迫的问题是白内障而没有被描述出来？这些症状是什么？
为了发现更多的症状，Knapik和她在范德比尔特遗传研究所的同事们求助于BioVU--范德比尔特大学的DNA生物库和电子健康记录数据库。
医学研究导师Eric Gamazon博士和范德比尔特遗传研究所主任、遗传学教授Nancy Cox博士曾合作开发了一种计算方法（PrediXcan）来关联基因调控基因表达与病人包括在电子健康记录的临床特点。当应用于BioVU时，该方法可以找出一系列与特定基因表达减少相关的临床特征。
他们为减少RIC1表达生成的列表与Knapik和她的团队在鱼身上观察到的特征相符，她说。"我当时就知道，我们需要更多关于RIC1突变和儿童白内障患者的信息。"
沙特阿拉伯的研究小组报告了RIC1突变的患者，同意重新评估这些患者的biovu衍生的症状列表。Knapik说，调查人员惊讶地发现，他们的病人出现了一系列症状：来自两个相关家庭的8名儿童。
Knapik说，这种新疾病CATIFA的症状可以用胶原蛋白功能丧失来解释。胶原蛋白是细胞外基质的主要结构成分，是细胞"砖"之间的"灰浆"。
利用斑马鱼，Knapik和她的团队能够确定RIC1蛋白是细胞机制的一部分，它处理并运输胶原蛋白出细胞。
"如果没有RIC1，就不会有胶原蛋白运输，也没有基质，"Knapik说。"这导致了我们在成人和儿童的电子健康记录中发现的广泛症状。"
Knapik说，这些发现支持了罕见的孟德尔病(一种由单个基因突变引起的疾病)和常见疾病的复杂特征之间存在连续统一体的概念。Knapik补充说，了解这种疾病的机制基础和可能出现的症状，将改善和个性化对患有CATIFA的儿童和因RIC1活性较低而出现类似症状的成年人的护理。
Knapik说，这项研究为加速疾病机制的发现提供了一个新的范例。
她说："从动物模型、人类常见疾病生物信息库和罕见的孟德尔疾病中获得的知识，可以让我们对基因功能有一个完整的认识，从而朝着更好的诊断、治疗和预防迈进。"（生物谷Bioon.com）
参考资料：
Ela W. Knapik et al. Phenome-based approach identifies RIC1-linked Mendelian syndrome through zebrafish models， biobank associations and clinical studies， Nature Medicine (2020). DOI： 10.1038/s41591-019-0705-y
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