研究人员发现了一种基因,该基因与患阿尔茨海默病的可能性增加1.5倍相关。
在针对非裔美国人捐赠者受疾病影响的大脑进行的首次大规模试验中,波士顿大学的科学家们聚焦于经尸检确诊阿尔茨海默病患者的脑组织中的ADAMTS2基因。
ADAMTS2对胶原蛋白的形成至关重要,胶原蛋白有助于为组织提供结构。该基因的过度表达与影响人体结缔组织的多种疾病密切相关。
该基因还参与神经发育。某些类型的胶原蛋白,特别是在发育中的大脑中,形成结构支架。通过处理胶原蛋白,ADAMTS2有助于构建和组织这一基本框架,而这一过程的中断可能导致大脑回路故障。
最新研究表明,与没有阿尔茨海默病的人相比,ADAMTS2是在确诊阿尔茨海默病的非裔美国人个体大脑中最显著过度表达的基因。
在大脑中,ADAMTS2的一个关键靶点是Reelin蛋白。Reelin是一种对大脑正常发育至关重要的蛋白质,有助于维持认知功能。
通常,Reelin通过减少tau蛋白缠结的形成和限制淀粉样蛋白斑块的形成来帮助抵御阿尔茨海默病的特征,这两种病理变化都被认为是该疾病的标志。然而,ADAMTS2会损害Reelin的保护功能。
过度活跃的ADAMTS2会破坏这一保护途径,导致tau蛋白和淀粉样蛋白的积累增加,从而加速认知能力下降。
这些发现可能为开发旨在抑制或阻断ADAMTS2蛋白的新靶向基因治疗方法打开大门。由于这种影响在不同族裔人群中相同,针对ADAMTS2的药物可能有助于广泛的群体。
降低ADAMTS2活性也可能是预防症状发展的策略,即使是在大脑中已有疾病早期迹象的人群中。
这项研究的设计也具有重要意义。历史上,大多数基因研究都是在白人/欧洲血统的人群中进行的。通过关注一个研究不足的群体——非裔美国人,最新研究确保了未来的阿尔茨海默病治疗方法和诊断工具也能适用于他们。
随着美国人口日益老龄化,阿尔茨海默病正成为美国的一个潜在瘟疫。
65岁及以上人口比例从2010年的约13%增长到2022年的17%以上,预计到2030年将达到总人口的近21%。
年龄是阿尔茨海默病最重要的风险因素。65岁以后,患病风险大约每五年翻一番,这促使预测病例负担将从目前的700万例增加到2060年的近1400万例。
该研究的样本包括212名非裔美国人的捐赠脑组织,其中包括82名认知健康的人和125名经确诊的阿尔茨海默病患者。
研究人员将该队列与另一项包括欧洲血统人群的研究进行比较,以更好地了解该基因在不同人群中的作用。
尽管这项研究仅包括黑人参与者,但其最重要的结果与针对白人参与者进行的独立研究结果一致。
该校生物医学遗传学首席、通讯作者法雷尔博士(Lindsay Farrer)表示:"据我们所知,这是在设计相似的阿尔茨海默病遗传学研究中,首次在白人和非裔美国人中发现最重要的结果相同。"
组织样本来自特别受阿尔茨海默病影响的前额叶皮层区域,科学家能够可视化每个基因及其活性水平。
他们还发现了一些基因,其表达水平在阿尔茨海默病病例和对照组之间存在显著差异。
主要结果是识别出ADAMTS2,该基因在阿尔茨海默病病例中表现出最强的过度表达,其表达水平比对照组高出1.52倍。
同一基因在另一项针对主要为白人/欧洲血统人群队列的计算机分析中也位居前列,证实了它在不同族裔背景中的重要性。
研究人员确定了65个在非裔美国人和欧洲血统研究组中表现一致的基因。
这组共享基因包括在阿尔茨海默病患者与健康对照组相比显著过度表达或表达不足的基因。
关键发现是变化方向在两个人群中相同;在一个群体中上调的基因在另一个群体中也上调,在一个群体中下调的基因在另一个群体中也下调。
研究人群之间的一致性表明,这65个基因是阿尔茨海默病核心机制的一部分,在不同族裔背景中普遍存在。
他们的研究成果发表在阿尔茨海默病协会的期刊《阿尔茨海默病与痴呆症》上。
研究人员总结道:"将非裔美国人参与者纳入阿尔茨海默病研究不仅对于确保基于遗传和基因组数据的预测在这一人群中准确至关重要,而且因为它有可能带来关于阿尔茨海默病风险的新重要知识进展,从而造福所有人。"
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