研究暗示了骨质疏松症的致病基因，为未来的治疗提供了新的靶点

科学家们利用强大的数据分析工具和基因组地理学的三维研究来揭示骨质疏松症的新风险基因。骨质疏松症是一种慢性骨质疏松症，影响着数百万人。了解致病基因之后可能会为更有效的治疗打开大门。

费城儿童医院(CHOP)空间和功能基因组学中心(CSFG)主任、研究负责人Struan F.A. Grant博士说:“确定一种疾病的实际潜在原因常常有助于引导我们走向正确的、有针对性的治疗。”“我们已经确定了两本小说基因影响与骨折和骨质疏松有关的骨形成细胞。此外,研究方法我们可以更广泛地应用于其他疾病遗传成分。"

格兰特和同事于2018年3月19日发表了他们的研究自然通讯。他与Andrew D. Wells博士共同领导了这项研究，他是CHOP的免疫学研究员，也是CSFG的另一位主任;库尔特·d·汉肯森，博士，密歇根大学骨形成和重塑方面的专家。同样来自CHOP的遗传学研究人员亚历山德拉·切西博士是第一作者，还有另外三名联合第一作者。格兰特和威尔斯也是宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的教员。

该研究小组调查了先前被确定与骨密度相关的基因位点或DNA区域全基因组关联研究(GWAS)，包括成人和儿童。威尔斯说:“科学家们现在已经知道，与一种疾病相关的变异基因最近的基因不一定是该疾病的起因。”由于GWAS研究检测的是通常不在基因组明显部分的DNA单基变化，许多研究转向了基因组内相互作用的更广泛背景——细胞内DNA的全部补体。

有时，在GWAS中发现的这种被称为单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms，简称SNPs)的变化位于罪魁祸首基因附近。更常见的情况是，这种信号来自DNA的非编码区域，该区域调控着另一个基因，该基因可能位于DNA序列上数千个碱基之外。“基因组的地理位置不是线性的，”格兰特说。“因为DNA折叠成染色体，基因组的部分可能会发生物理接触，从而导致关键的生物相互作用，影响基因的表达方式。”这就是为什么我们要研究基因组的三维结构。”

在分析染色质(构成染色体的纤维)是如何排列成特定形状的过程中，空间基因组学提供了基因如何在物理上与DNA中启动转录的调控区域相互作用的洞见。转录是DNA被复制成RNA的过程，这是基因表达的第一个事件。

格兰特和他的同事们使用了最先进的大规模并行、高分辨率工具来分析人类成骨细胞(由间充质干细胞衍生的成骨细胞)的全基因组相互作用。他们的分析工具使用了“多组学”方法，整合来自基因组序列和染色质结构细节的数据，以绘制潜在BMD相关基因启动子和含有BMD生物学相关遗传变异区域之间的相互作用。

该研究确定了两个新基因，ING3和EPDR1，进而揭示了它对人类成骨细胞的强烈影响。“但我们不排除其他可能性诱发基因在这些地区ING3基因特别突出，因为我们发现这个区域的基因信号是最强的一种与腕部的骨密度有关，而腕部是儿童骨折的主要部位,”Chesi说。

Hankenson指出:“这向我们表明，对受该基因影响的生物途径的后续研究可能为强化骨密度并最终预防骨折的治疗提供靶点。”研究人员早就知道，儿童时期的骨骼积累可能有助于成年时期的骨骼健康。这一新的研究方向可能会提出建立在这种知识基础上的策略。

补助补充说，本研究中使用的分析方法可以在研究其他遗传疾病 - 包括儿科病症方面具有更广泛的用途。他的团队与Chop和其他中心的研究人员合作，以产生跨多个细胞类型的推动者 - 变体相互作用的地图集。“我们的希望是，这种方法和这些地图集可以在为许多不同疾病中制作有针对性的疾病，包括某些儿科癌症，糖尿病和狼疮的方面提供极大的资源。”

---

---