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发现与阿尔茨海默病有关的“煽动者”基因

 阿尔茨海默病 2021-04-21

梅奥诊所的研究人员和合作者报告说,蛋白质编码基因SERPINA5可能使阿尔茨海默病的特征tau蛋白缠结恶化,并使疾病进展。

梅奥诊所官网4月19日消息

在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上发表的一篇新论文中,梅奥诊所(Mayo Clinic)的研究人员和合作者报告说,蛋白质编码基因SERPINA5可能使阿尔茨海默病的特征tau蛋白缠结恶化,并使疾病进展。通过结合临床专业知识、脑组织样本、病理学专业知识和人工智能,该团队澄清并验证了该基因与阿尔茨海默病的相关性。

研究于2021年4月19日发表在《Nature Communications》(最新影响因子:12.121)杂志上

研究人员使用了捐赠给梅奥脑生物样本库(Mayo Clinic Brain Bank)的385个大脑的组织样本,该库中有9,000多个脑组织样本,用于神经退行性疾病的研究。这些样本来自被诊断为阿尔茨海默病的患者,他们都没有同时并存的其他脑病。这确保了对阿尔茨海默病的关注,使研究小组能够专注于与该疾病相关的目标。

这些样本按照阿尔茨海默病相关的蛋白质缠结的模式进行分类。然后,该团队使用数字病理学和RNA测序来识别样本中的基因表达,这有效地测量了负责指导蛋白质的基因变化。

梅奥诊所转化神经病理学家、论文第一作者Melissa Murray博士说:“我们能够观察整个疾病谱系,并发现可能真正影响海马体(大脑的记忆中心)的基因变化。这意味着我们可能有目标来说明为什么有些人有相对的记忆保留,而有些人的记忆丧失症状会加剧。”

Melissa Murray, Ph.D.

通过使用机器学习算法,研究人员将感兴趣的基因从5万个缩小到了5个。最可能的SERPINA5被发现与样本海马和皮层中的tau蛋白缠结进程密切相关。研究人员计划研究SERPINA5如何与tau蛋白相互作用,从而开发一种抑制剂。

“很多治疗的焦点都放在生物学上定义阿尔茨海默病的异常淀粉样蛋白和tau蛋白上,”Murray博士说,“但我们希望能后退一步,看看一个新的互动伙伴,它可能会真正加速tau蛋白,或推动tau蛋白积累超过临界点。”

基于对阿尔茨海默病如何影响不同年龄的人,或男女之间观察到的差异的越来越多的了解,研究小组没有通过调整年龄和性别来限制他们的研究。

该研究小组最近获得了佛罗里达州的一笔赠款,以确保这些发现广泛适用于多种族的阿尔茨海默病队列,因为需要更多的研究来阐明基因表达变化与海马体脆弱性的相关性,这可能对保持阿尔茨海默病的记忆丧失至关重要。但Murray博士说,研究人员希望他们的发现能提供更深层次的理解,帮助他们更快地将发现推进到临床试验。

“虽然我们有直接证据表明SERPINA5与阿尔茨海默病有关,但我们也观察到在同一基因家族中SERPINA3也与阿尔茨海默病有关,而SERPINA1与肌萎缩侧索硬化(ALS)有关。所以我认为应该集中注意力来关注这组蛋白质。”

梅奥诊所

参考文献

Source:Mayo Clinic

Mayo researchers, collaborators identify 'instigator’ gene associated with Alzheimer’s disease

Reference:

Crist, A.M., Hinkle, K.M., Wang, X. et al. Transcriptomic analysis to identify genes associated with selective hippocampal vulnerability in Alzheimer’s disease. Nat Commun 12, 2311 (2021). https:///10.1038/s41467-021-22399-3

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