科学家发现一种隐藏在基因中的新型神经发育障碍

科学家们发现了一种此前未被认识的神经发育障碍,这种疾病受遗传因素影响,其发现有望为全球成千上万的儿童及其家庭提供新的诊断线索。

这一疾病与RNU2-2基因的突变有关。这种突变具有隐性特征,也就是说,孩子必须从父母双方各遗传一份突变基因才能表现出症状。同时,该基因属于非编码区域,意味着它本身不直接生成蛋白质,而是通过在细胞内部的间接机制发挥作用。

隐性和非编码的双重特性帮助解释了为何这种神经发育障碍长期未被识别,因为科学家在寻找疾病遗传原因时通常不会关注这些DNA区域。

这项研究由国际团队完成,他们计划对RNU2-2基因进行更深入分析。此前发现,RNU2-2基因的显性突变会导致严重的脑部疾病,并伴随明显的癫痫症状,不过这种显性疾病比新发现的隐性神经发育障碍更罕见。

“这项研究为家庭提供了他们长期期待的明确分子解释,”美国西奈山伊坎医学院的遗传学家、论文联合负责人丹尼尔·格林表示,“对于很多家庭来说,经历漫长而不确定的诊断过程后,这种清晰感意义重大。同时,它也为研究人员提供了一个明确的生物学目标,指引未来治疗方向。”

这种被称为ReNU2综合征的疾病,源于U2-2 RNA分子的缺失,而U2-2 RNA正是由RNU2-2基因编码的。虽然父母各携带一份突变基因而不会表现症状,但当孩子从父母双方同时遗传到突变基因时,便会出现疾病表现。

研究人员估计,ReNU2综合征可能占已知遗传原因的隐性神经发育障碍病例的约10%,在英国可能涉及数千名儿童。这种疾病可能表现为发育迟缓、语言能力受限以及肌肉张力低下。学习障碍可能明显存在,同时伴有与自闭症相似的特征,还可能影响行走及其他运动能力。癫痫发作或呼吸及喂养问题可能发生,但每个孩子受影响的程度有所不同。

研究团队通过分析两个健康研究数据库中110,009名个体的基因组记录,筛选出14,805名无关神经发育障碍个体,并与52,861名无障碍对照组进行对比,从而确认了ReNU2综合征的存在。随后,他们使用统计算法识别与这些疾病相关的非编码基因,并估算可能患有ReNU2综合征的人群规模。最后,通过血液检测对部分患者的发现进行了验证。

意大利欧洲分子生物学实验室的神经科学家科尼利厄斯·格罗斯表示,这一发现可被视为重大突破,因为这些非编码突变的数量远超预期——其数量是导致严重神经发育障碍的已知下一个隐性突变的三倍多。

“这项发现的重要意义在于,它表明非编码基因是疾病研究的重要领域,我们在寻找疾病遗传基础时应给予更多关注。”

除了为患者及其家庭提供诊断的明确性之外,这项研究对于理解如何管理这种疾病以及未来如何预防也具有关键价值。然而仍然存在许多挑战:将药物送入大脑并作用于受ReNU2综合征影响的细胞非常困难,而且由于这是先天性遗传疾病,目前尚不清楚是否可以通过追溯治疗改变病程。

“虽然针对隐性ReNU2综合征的特效治疗尚未问世,但我们已经了解到疾病源于U2-2 RNA的缺失,这为未来可能的基因替代策略提供了方向,”西奈山伊坎医学院遗传学家欧内斯特·图罗指出。

本文译自:sciencealert(编译 / 整理:olaola

封面图片:unsplash/Rick Rothenberg