发现了新的遗传综合征,与早期发育中的“主开关”错误有关
基因专家分析了三名儿童的一种令人费解的多系统疾病,发现了一种新的综合征,揭示了人类发育过程中的关键生物过程。这项研究还提供了重要信息,帮助护理人员管理这种疾病,并可能为最终治疗它提供线索。
费城儿童医院(CHOP)个性化医学遗传学中心的联合主任、研究负责人Ian D. Krantz医学博士说:“这种综合征揭示了人类早期发育的一个非常重要的途径——一种控制许多其他基因的总开关。”Krantz是一名医学遗传学家,是CHOP综合人类遗传学项目的主治医生。
Krantz是这项研究的资深作者,该研究于今天在自然遗传学.他的共同研究负责人是东京大学分子与细胞生物科学研究所的Katsuhiko Shirahige博士,该研究所也是第一作者Izumi Kosuke的家乡。
研究人员将这种疾病命名为chop综合征,首字母缩写代表了在受影响的儿童中看到的一组症状:认知障碍和粗相(面部特征)、心脏缺陷、肥胖、肺部受累、身材矮小和骨骼发育不良(骨骼发育异常)。
研究的核心发现是,AFF4基因的突变破坏了一组被称为超伸长复合体(SEC)的关键蛋白质。SEC控制着DNA被复制成RNA的转录过程,使基因在发育中的胚胎中得以表达。这一生物过程的时间是受到严格控制的,因此任何干扰这一时间的东西都可能以各种方式干扰正常发育。
“由于SEC涉及细胞生物学中如此关键的过程,它长期以来一直是研究的焦点,特别是在癌症方面,”Krantz说。“chop综合征是第一个由SEC种系突变引起的人类发育障碍的例子。”
从胚胎开始,遗传突变传递到发育中的生物体的每个细胞,对多个器官和生物系统产生有害影响。突变的AFF4基因产生突变的蛋白质,然后这些蛋白质积累并引起由AFF4控制的其他基因的级联异常。
“AFF4在其中发挥了关键作用人类发展“它调节着许多其他基因,”克兰兹说。“当它发生突变时,它会损害心脏和骨骼,并导致智力残疾等影响。”
目前的研究对三名在CHOP治疗的无血缘关系儿童的外显子体(DNA的蛋白质编码部分)进行了测序发展障碍.这三名患者的一些症状与科妮莉亚·德兰格综合征(CdLS)患者相似,CdLS是CHOP长期研究的一种罕见的多系统疾病。2004年,Krantz领导的研究发现了CdLS的第一个致病基因。
研究小组的DNA分析和基因表达模式的研究确定,这种新综合征在遗传上与CdLS不同,尽管它们有一些共同的分子机制。虽然研究中只有3名儿童被确定患有chop综合征,但Krantz预计,随着这一发现的传播,以及更快、更低成本的基因测序技术的持续推广,诊断人数将会增加。
克兰茨说,研究结果为家庭提供了实际和情感上的好处。医生现在可以安排更适当的检查来监测和管理由chop综合征引起的特定医疗问题。他补充说:“这也意味着家庭和儿童可以结束他们的‘诊断奥德赛’——在试图为孩子患有复杂的、未确诊的疾病的家庭寻找答案时,经常发生令人沮丧的测试和不成功的治疗过程。”
研究人员已经证明,chop综合征是一种从头开始的情况——由单个卵子或精子中产生的新突变引起,这些突变继续形成受影响的孩子,但在患者的父母中不存在。因此,医生可以让父母放心,这种疾病极不可能在以后的孩子身上复发。
像许多其他罕见遗传疾病一样,chop综合征还没有有效的治疗方法;像“将军”这样的医生只能控制症状。但研究小组对这种疾病的基本生物学的洞察可能为未来治疗这种疾病奠定基础,也可能是其他疾病。
更多信息:“AFF4的种系功能获得突变导致一种发育综合征,功能上连接超伸长复合物和内聚蛋白,”自然遗传学, 2015年3月2日在线发布。doi.org/10.1038/ng.3229