贝勒医学院与德克萨斯儿童医院珍和丹·邓普顿神经科学研究所(Duncan NRI)的研究人员在《美国人类遗传学杂志》发表的研究中,提出了一种创新方法,成功识别出影响阿尔茨海默病(AD)风险的因素,并为探索生物标志物和治疗靶点提供了新路径。
研究团队整合了计算与功能研究方法,不仅发现了特定基因变异会增加人类AD风险并在果蝇模型中引发行为障碍,还首次证实逆转这些基因变化可在生物体内产生神经保护作用。论文通讯作者胡安·博塔斯博士(贝勒医学院分子与人类遗传学及分子与细胞生物学教授,Duncan NRI高通量行为筛选中心主任)指出:"全球5000多万人受阿尔茨海默病影响,尽管研究取得了诸多进展,但其病因尚未完全明确,有效疗法仍待开发。"
研究团队通过整合全基因组关联研究数据与多种计算方法,系统筛选出AD相关候选基因,并在果蝇模型中评估这些基因对神经功能障碍及tau蛋白积累等AD特征性细胞变化的调控作用。共同第一作者摩根·斯蒂芬斯(Botas实验室研究生)解释:"我们首先利用计算方法识别可能参与AD的候选基因,随后在实验室中进行实验验证。"
实验结果显示,计算分析筛选出的123个候选基因中,许多基因表达在AD患者大脑中发生改变,且与tau蛋白或β-淀粉样蛋白积累相关。在可建立果蝇模型的60个基因中,46个基因被证实可调控果蝇神经功能障碍,其中18个基因的异常表达能预测人类AD风险增加。值得注意的是,干预其中11个基因的异常变化可保护果蝇神经系统免受损伤。
研究重点基因MTCH2在AD患者脑组织中呈现表达下调,其果蝇同源基因功能抑制会加剧运动功能障碍。斯蒂芬斯强调:"最令人振奋的发现是,在果蝇中恢复MTCH2表达不仅逆转了运动功能障碍,还减少了人类神经前体细胞中的tau蛋白积累。"
博塔斯总结:"我们的研究证实MTCH2在AD中的重要性,同时证明计算与实验相结合的方法对揭示阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病关键遗传因子具有显著优势。"该项研究获得美国国立卫生研究院资助(项目编号:U01AG072439、R01AG074009、F31NS129062)。
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