通过过度活跃的瓢虫剪切翅膀的无捻脊柱侧凸
![Images of the same fish as it grew from six to 90 days old. The red dotted line traces the curve in the fish's spine as it developed symptoms representing adolescent scoliosis in humans. Black bars in the bottom left of each image are equivalent to 1mm. Images for ages 70 and 90 days are combined from two different exposures. Credit: Long Guo (Kyoto University) and Hiroshi Yamashita (Hiroshima University). 通过过度活跃的瓢虫剪切翅膀的无捻脊柱侧凸](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2016/570e54f4e7402.png)
患有脊柱侧凸的人,扭曲的脊柱扭曲可以作为出生缺陷或更常见于青少年年初的常见,现在更接近他们条件的遗传解释。一种过度活跃的基因,称为Leadybird Homeobox 1(LBX1),是遗传链反应的开始,导致脊柱异常生长。广岛大学,京都大学,riken和Kanazawa大学合作的报告是第一个展示与LBX1的脊柱侧凸功能性协会。
“一种遗传称为Scoliscore AIS预后测试已经存在于最近诊断患有脊柱侧凸的青少年预测的青少年(如果曲线)脊柱会变得更糟,可以指导治疗决策。鉴定导致脊柱侧凸的基因的研究可以有助于进一步发展这种目前预测的遗传学试验,以探测症状发生之前的脊柱侧凸,“分子生物学和生物化学部的教授,DDS,博士学位在分子生物化学部教授说广岛大学。
问题
脊柱侧凸是一种多基因疾病 - 多种基因的突变是负责任的,环境因素也可能是相关的。科学界已经知道一组称为Wnt / PCP信号通路的分子,部分原因是扭曲脊柱侧凸的脊柱。这些新结果揭示了WNT / PCP途径如何成为问题,并提供恢复正常的见解。
LBX1基因的活动太少没有对发展的影响。然而,研究团队怀疑太多的LBX1活动可能是有问题的。科学家使用斑马鱼进行遗传实验,研究实验室中常见的小淡水鱼,模拟脊柱侧凸。
研究人员转基地操纵斑马鱼,因此它们具有太多的LBX1,然后观察他们的刺。当Fish的身体开发时,太多LBX1的时间很重要。
先天性脊柱侧凸
在胚胎发育期间,细胞组在身体的两侧形成镜像的图案,最终成为脊柱的许多不同部分。在注射额外LBX1的胚胎中,负责成为骨干和背部肌肉的细胞比在健康的鱼中宽。幸存下来的鱼在他们的背部发达了足够的畸形骨头,这导致了它们的脊柱侧凸。人类的脊柱侧凸不是致命的,但研究人员认为这种模式代表着天生缺陷人类脊柱侧凸版,因为骨骼显然是畸形。
青少年特发性脊柱侧凸
另一组斑马鱼被遗传修饰,在整个生命中表达额外的LBX1,但只在一些细胞中,使他们成为研究人员称之为遗传马赛克。其中一些鱼类发育了正确的骨骼,但它们的刺仍然在进入成年时弯曲。该模型是大多数人脊柱病病例的典型,其中没有问题迹象,直到在青春期之前或期间生长刺激。青少年特发性脊柱侧凸影响10至16岁的所有儿童的2-4%。
人类的青少年 - 发病脊柱侧凸在女孩中更为常见。有趣的是,研究人员注意到他们的女性鱼更多地发展脊柱侧凸,而不是男性鱼。为什么女性更容易受到影响的原因仍然是一个谜,但它进一步支持使用这种斑马鱼模型的力量来研究脊柱侧凸的遗传原因。
疾病的途径
调节LBX1的一段DNA被突变,因此LBX1是过度活跃的。过量的LBX1可防止WNT5B启动子的活性。无活性启动子是指基因Wnt5b不太活跃。Wnt5b不足意味着基因RHOA不活跃。该级联或信令途径是LBX1和脊柱侧凸之间的联系。
WNT / PCP小区信令路径良好映射并已经涉及引起脊柱侧凸,但没有人尚未连接LBX1至WNT / PCP。研究人员团队设计了额外的实验,以了解基因如何互动。
WNT5B基因有助于控制细胞生长的多个方面,包括调节细胞如何在发育早期成为骨骼和肌肉。脊柱是骨骼,神经和肌肉的相互关联的综合体,其形成和生长取决于一系列精细的遗传法规。WNT5B的不当控制可以部分解释导致脊柱侧凸的骨骼不规则性。
绕行预防
研究人员决定考验是否人工更换Wnt5b或rhoA可以预防脊柱侧凸和死亡中的鱼类模拟先天性脊柱侧凸。当在胚胎发育早期加入Wnt5b或rhoA时,鱼的脊柱侧凸显严重较小,但其他相关的畸形仍然是致命的。这种方法不太可能预防或校正青少年脊柱侧凸,因为Wnt5b或RhoA的早期需要提前,以便在矫直脊柱的效果。
“对导致青少年发作的遗传机制更加了解脊柱侧凸在临床治疗的任何遗传干预措施可以设计之前是必要的,“Shukunami教授说。
进一步探索
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