脊柱裂可由非遗传基因突变引起

伦敦大学学院(UCL)的科学家在小鼠身上进行的一项新的实验研究发现，在胚胎发育的最初阶段自然发生的基因突变可能会导致严重的出生缺陷脊柱裂。

研究，发表在自然通信，首次解释了如何“马赛克突变” - 一种不从父母遗传（通过精子或卵细胞）但在发育胚胎中的细胞分裂期间随机发生 - 导致脊柱珠氏菌。

具体来说，伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所的科学家们发现，当小鼠胚胎发育中的脊髓细胞中有16%存在Vangl2基因(包含创造脊髓组织所需的信息)的突变时，这就足以产生脊柱裂。

研究人员表示，调查结果增加了科学家的理解如何以及为何选择马赛克突变可以影响和破坏细胞功能，包括邻近细胞，有助于导致出生缺陷。

对于父母来说，调查结果可能有助于减少那些相信他们的孩子从它们的脊柱裂片双歧基的人感受到的负担，并相信未来的孩子也可以继承这种情况。这通常在遗传咨询期间讨论。

脊柱垫和当前的知识

脊柱裂是一种先天性缺陷神经管缺陷影响大脑或脊髓。他们在怀孕的第一个月发生，经常在一个女人之前知道她怀孕了。出生于这种情况的人遭受神经损伤，因为他们的脊髓的一部分仍然在子宫内暴露。近年来近年来允许外科医生在世界各地的几个中心，包括在德伦敦街道医院和伦敦大学医院，对子宫内的胎儿进行手术，以降低其状况的神经疗效*。

通过在怀孕之前和期间服用叶酸补充剂可以防止一些神经管缺陷，但这些条件在全球每一千个妊娠中继续影响每一千个妊娠。研究人员表示，他们并不完全理解为什么马赛克突变发生 - 尽管可能涉及环境因素 - 并且尚不能在怀孕期间与服用（或不）叶酸的联系。尽管如此，但已知已知叶酸帮助胚胎细胞使DNA成为并鼓励所有妊娠母亲从概念之前从他们的饮食中添加叶酸。

在评论潜在原因时，首席研究员加布里埃尔·加利亚博士(伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所)说:“一些环境因素已知会增加这些情况发生的风险，很少有受影响的个人或他们的父母接受有意义的基因诊断。”导致脊柱裂的镶嵌突变可能不是遗传自父母，也不一定存在于通常用于基因检测的血液或唾液中，这或许可以解释原因。”

基因突变

在整个发育过程中，每个细胞都会发生基因突变。为了从一个受精卵细胞长成一个胎儿，我们的每个细胞都必须复制和分裂，以增加数量和生长。细胞每次分裂时都必须复制DNA，但会发生错误，改变子细胞的DNA序列。这些DNA编码错误被称为突变，然后由该细胞衍生的所有细胞继承。如果这些突变发生在生殖细胞(卵子和精子细胞)中，它们会遗传给后代。许多突变并不发生在生殖细胞中，而是发生在产生特定组织类型的细胞中。这些被称为镶嵌突变。

实验研究方法

在患有脊柱的人类Bifida中，已经鉴定了许多基因突变，但在许多情况下，它尚不知道它们是否可能导致脊柱珠珠。

在这项实验研究中，研究人员造成了一种特殊的突变，使小鼠胚胎中的一个名为Vangl2的基因失活。这个基因是细胞信号通路的一部分，它告诉细胞它们在组织中面对的方向。在患有神经管缺陷的人群中已经发现了该通路的突变，而最近来自美国和中国的报告此前发现，15%的脊柱裂人类胎儿中存在马赛克Vangl2通路突变。为了使细胞信号通路正常工作，细胞必须与其相邻的细胞相互作用，以传递定向信息。

对于研究，研究人员在少比例的细胞中诱导vangl2的这种突变，形成小鼠的脊髓。这是在许多小鼠胚胎中完成的。然后研究人员计算脊髓细胞的比例，这些细胞在那些成功地与皮肤覆盖的那些突变（即通常发育）的那些中，与具有暴露的脊髓（具有脊柱侧面的脊髓）的那些。

研究人员发现，当突变的Vangl2基因出现在16%的发育中的脊髓细胞中时，脊柱裂就发生了。

他们说，这些结果表明，蜂窝信号传导过程令人惊讶地容易受到不静止的马赛克突变的影响。每个突变细胞停止其相邻的每个细胞功能以促进脊髓发育。并且每个细胞平均具有六个相邻的细胞，大规模地放大每个突变细胞的效果。

解释了调查结果，加布里埃尔盖雷博士说：“我们发现这项要求细胞彼此交谈使得它们在Vangl2行为中的信令途径中的突变方面易受伤害。我们现在需要了解这个漏洞是否延伸到可能导致的其他基因脊柱垫珠三边。在活人身上检测这些镶嵌突变需要技术进步和对手术中切除的组织的仔细分析。”

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