被忽视的纤毛可能是常见疾病的遗传关键
直到最近,科学家们还认为原始纤毛——一种存在于大多数人类细胞表面的触角状结构——在很大程度上是退化的,对人类的日常生活几乎没有影响。但最近,相对少数的人被发现患有影响纤毛的罕见遗传疾病,其特征是一些健康问题,包括糖尿病、肾衰竭和肝纤维化等常见疾病。现在,一项对纤毛功能相关基因的分析发现,导致纤毛罕见疾病的基因也可能是普通大众中糖尿病、肾衰竭和肝纤维化出现的背后原因,这为治疗甚至治愈这些疾病指明了一条潜在的途径。这些发现发表在今天的美国人类遗传学杂志。
“我们的研究最令人兴奋的意义之一是纤毛可能代表一个常见的治疗靶点,因为它似乎与许多复杂的疾病有关,”该研究的主要作者西奥多·德里瓦斯(Theodore Drivas)说,他是博士后和内科临床助理。纤毛以前并没有被认为是治疗靶点药物开发治疗常见疾病。这是一个有趣的前景。”
Drivas,资深作者Marylyn Ritchie博士,遗传学教授和转化生物信息学中心主任,以及他们的同事对122例进行了实验室分析基因和纤毛紊乱有关。他们能够通过访问英国生物银行(UK Biobank)逾40万名患者的非身份数据来做到这一点。英国生物银行是一个研究数据库,包括电子健康记录和遗传信息。
“像英国生物银行这样的资源提供巨大的潜力连接与…相关的基因罕见疾病患有常见疾病和特征”,里奇说。
利用已有的生物信息学和基因组技术,研究人员发现他们分析的大约三分之一的基因(42个)与糖尿病有很强的关联,肾功能衰竭研究小组检查的血液样本中有肝脏疾病和高胆固醇水平。他们发现,这些关联不仅局限于他们研究的罕见基因变异,还可能与一些更常见的基因变异有关。
Drivas说:“我们发现这些基因在所有人类组织中广泛表达,我们的数据表明,这些基因激活程度的基因编码变化可能是它们参与常见疾病发展的背后原因。”“我们的研究结果挑战了人们普遍持有的观点纤毛细胞器是否主要在罕见遗传综合征中起重要作用,并表明它们也可能是许多罕见遗传综合征的背后原因常见疾病还没有被治愈。”
这一发现为针对许多常见疾病开发新药甚至基因疗法开辟了可能性。例如,美国有3400多万人患有糖尿病,占总人口的10%以上,许多人只能通过胰岛素管理来控制糖尿病。由患者基因驱动的新疗法可以为这些个体提供更有针对性和更有效的治疗。
但首先,Drivas、Ritchie和他们的团队需要更深入地探索他们发现的联系。Drivas说,他计划通过未来涉及细胞模型的研究来验证他们在这项研究中的发现。
Drivas说:“最终,我们希望利用这些发现来筛选小分子库,以确定可能有助于调节纤毛功能的药物,这些药物可能有潜力治疗我们在研究中检查的一些疾病。”
Ritchie将这项研究视为进一步探索与罕见疾病相关的其他基因的动力。
Ritchie说:“利用这项研究作为探索其他罕见疾病基因的模型的潜力是令人兴奋的。”“可能有更多的基因,我们认为是导致罕见疾病的原因,但对常见疾病也很重要疾病还有风险。”