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基因定序完成,发现自闭症基因指挥官


2020-06-27

基因定序完成,发现自闭症基因指挥官

最近有三项针对「泛自闭症障碍」的重要研究成果发表。科学家已经完成整套自闭症基因组定序,是往后研究工作的重要基础;一个影响了426个自闭症相关基因的「指挥官」级基因已被发现,是研究相关致病机转的关键;而肠道里的菌种分布异常,也有可能是造成自闭症的原因。

全本自闭症基因组定序完成

由关注自闭症病患的「自闭症发声」(Autism Speaks)组织结合医界、学界等单位的研究,已经发现泛自闭症障碍(Autism Spectrum Disorders, ASD)整套基因组定序。他们从32位彼此没有关係的患者,及其99位家属等人身上,收集完成有关ASD相关基因资讯,结果刊登在最新一期美国人类遗传学期刊(American Journal of Human Genetics)。

这项研究将ASD的临床表现以及50%受试者伴随的症状,与基因变异之间的关係连接起来,相对于目前的诊断技术只能确认20%的ASD个案与基因变异有关,可说是相当大的进步,对未来泛自闭症障碍的患者有更多帮助。加拿大多伦多大学与病童医院应用基因中心主任Stephen Scherer说,未来整个基因组定序的结果将有利于药物治疗、建立自闭症客製化疗法,同时对某些自闭症的早期诊断也有帮助,特别是有自闭症兄弟姐妹间再发机率约为18%。

此项研究发现可能伴随发生ASD的DNA病变,包括4种先前没有发现跟ASD相关的基因、8种可能有关连的基因与9种已证实有关的基因。研究同时发现其他遗传性疾病的相关变异因子,包括X染色体脆折症候群(CAPRIN1与AFF2)、社交认知缺损(VIP)、癫痫(SCN2A与KCNQ2)、ASD伴随CHARGE联合畸形(NRXN1与CHD7)等。

基因定序完成,发现自闭症基因指挥官
(Photo Credit: PNAS)

这项规模达100万美元的研究计画是由「自闭症发声」结合美国杜克大学、病童医院等单位共同建立的世界最大自闭症相关基因组定序资料库建构而成。

发现自闭症指挥官等级基因

近期另一组科学家对自闭症的致病基因也有重大发现。美国乔治华盛顿大学博士Valerie Hu与Tewarit Sarachana发现一个RORA基因,它的作用操控了426种与自闭症有关的基因。研究发表于分子自闭症期刊(Molecular Autism)。

他们的研究显示RORA可以编码出一种控制其他超过2500种基因活动的蛋白质,这些基因很多都与神经功能与发展有关,其中有426种是已知会影响自闭症的基因。

他们用染色质免疫沉澱法等技术进行分析,发现RORA影响A2BP1、CYP19A1、HSD17B10、ITPR1、NLGN1与NTRK2六种基因,当RORA影响力减半时,六种基因的也同步下降,另外,在与年龄无关、自闭症患者死后缺乏RORA基因的脑组织内,六种基因的活动也同样减少。Hu形容RORA就像是骨牌的起头,一推下去牵动许多骨牌跟着倒下,而且路径不止一条。他的比喻可能近似我们看一些推骨牌比赛那样的感觉。

肠道菌种分布与自闭症相关

亚利桑那州立大学生物设计中心研究员Rosa Krajmalnik-Brown等人的研究指出,肠道中共生或益菌的分布情形与泛自闭症障碍孩童有所关连。他们的研究刊登在PLOS ONE期刊。

基因定序完成,发现自闭症基因指挥官肠道里的菌种。(Photo Credit: CDC)

研究将自闭症孩童与正常孩童肠道中的菌种分布加以比较,发现前者的菌种数量要比后者少,尤其是关键性的Prevotella、Coprococcus与Veillonellaceae三群菌种,可能让他们面对致病的菌种时显得更加脆弱,例如当革兰氏阴性菌的细胞壁上如果含有酯多醣(lipopolysaccharides),则容易引发脑部发炎及累积高浓度汞。这项研究将有机会发展成更有效的自闭症诊断方法及自闭症伴随肠胃道疾病的疗法。

Krajmalnik-Brown指出,引发他们进行这项研究的动机,是因为自闭症孩童一直到成年后往往都还有肠胃道的问题,研究证明当他们试图解决肠胃道问题时,孩童的行为有所改善。

泛自闭症障碍的病患数量成长快速,各方数据的预估基于定义与时间先后不同有很大差异,但很明显的是成长率一直攀升。许多研究从基因与遗传学观点来看自闭症,但Krajmalnik-Brown的研究有可能暗示当饮食习惯或使用抗生素改变肠道里的菌种分布,也就可能造成泛自闭症障碍。

(Opening Photo Credit: Wikimedia Commons)

相关资料
Autism Speaks: Autism Speaks Collaborative Releases First Full Genome Sequencing for Autism Spectrum Disorders
American Journal of Human Genetics: Detection of Clinically Relevant Genetic Variants in Autism Spectrum Disorder by Whole-Genome Sequencing
罕见遗传疾病一点通
Molecular Autism: Genome-wide identification of transcriptional targets of RORA reveals direct regulation of multiple genes associated with autism spectrum disorder
Researcher Discovers New Regulatory Autism Gene
Reduced Incidence of Prevotella and Other Fermenters in Intestinal Microflora of Autistic Children
Clues about autism may come from the gut


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