遗传多样性影响疾病的严重程度

新研究提供了一些线索,解释为什么某些疾病在个体间高度变异。这种现象在色素性视网膜炎患者中很明显,色素性视网膜炎是一种导致眼睛中感光细胞退化的疾病。虽然有些人只会患上夜盲症,但有些人则完全失明,即使他们的状况是由相同基因突变引起。通过对数千只苍蝇的分析,犹他大学的科学家们发现,一种被称为秃点的背景基因变异会对疾病的严重程度产生影响。发现每个人的基因都有一点不同,这可能会对疾病的结果产生深远的影响,Palu和Chow表明,光斑是独立于主要致病突变的,相反它通过帮助体内的细胞承受压力来改变疾病的严重程度。靶向基因,如人类的光斑类似物,可能是开发针对某些疾病新疗法的有效途径,其研究发表在《公共科学图书馆·遗传学》上。

间接影响

三年前,研究人员对遗传多样性有了新的认识,将同样的色素性视网膜炎基因突变引入200株果蝇。虽然每个菌株内的苍蝇本质上都是基因克隆,但不同菌株之间的苍蝇在基因上的差异就像远亲一样大。每个人群表现出不同的疾病特征,本质上产生了200种不同版本的疾病。一些苍蝇种群几乎没有受到影响,而另一些苍蝇的眼睛严重退化,让人想起人类普遍存在的疾病变异。所有果蝇都是在相同的、受控实验室条件下饲养,这在很大程度上排除了环境暴露作为异质性的原因。相反,差异源于自然发生的遗传变异。这表明利用许多不同的遗传背景研究是非常有用的。如果没有注意到它们,就有可能错过这些细微差别,这可能会让治疗病人变得很有挑战性。

正确的目标

这些发现与如今精准医疗为每个人量身定制护理的努力特别相关。设计针对基因修饰物的治疗方法可以成为个性化治疗的工具。第一步是弄清楚它们是什么以及它们的运行机制是什么。通过比较菌株的DNA序列,Chow和Palu追踪了100多个背景基因的差异,其中一个是Baldspot。从健康果蝇的眼睛中去除秃头没有明显的效果,但是在患有色素性视网膜炎的果蝇身上做同样的事情会改变疾病的严重程度。一般来说无法分辨哪只苍蝇的秃头部位有变异,疾病状况揭示了这种沉默的基因变异的影响,这种变异通过保护细胞不受致病条件的影响而起作用。苍蝇的眼睛显示出基因影响了一种叫做ER应激反应的应激途径。犹他大学的科学家们使用了一种分子标记,当ER应激反应活跃时,它会发出荧光绿色的光。

随着基因突变,去除果蝇身上的光斑可以降低压力反应,从而减少细胞死亡,最终改善眼睛的状况。根据对该基因的了解做出预测,并表明这是一个重要的因素,这是令人欣慰的。内质网应激反应帮助细胞抵抗由某些疾病(包括色素性视网膜炎)引起的错误折叠蛋白的积累。如果人类版本的光斑对色素性视网膜炎也有类似影响,那么阻断这种基因可能是未来治疗选择的一个有希望目标。该基因在眼疾中的作用可能只是冰山一角,Palu证明了光斑在各种组织中都是活跃的,并且有可能影响一系列与er应激相关的疾病。为了考虑更多的个性化治疗和个性化药物,需要了解每个个体的基因组成如何影响疾病的出现,大的目标是将这些知识带回临床运用。


博科园-科学科普|参考期刊文献 :《PLoS Genetics》|研究/来自:犹他大学,DOI: 10.1371/journal.pgen.1007557

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