本文來自公眾號(hào):學(xué)術(shù)經(jīng)緯(ID:Global_Academia),
阿爾茨海默?。ˋD)牽動(dòng)了很多人的心。一提起這種神經(jīng)退行性疾病,我們會(huì)想到患者眾多、無藥可治、護(hù)理負(fù)擔(dān)大等沉重的現(xiàn)狀。由于致病原因尚不明確,盡管無數(shù)研發(fā)人員投入了大量努力,目前巨大的治療需求還沒有得到滿足。
全球有接近5000萬AD患者
很多研究揭示出了影響AD的不同風(fēng)險(xiǎn)因素,其中遺傳因素也是一個(gè)重要方面。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些基因變異體與AD風(fēng)險(xiǎn)增大有關(guān)。
今天,知名學(xué)術(shù)期刊《自然-醫(yī)學(xué)》在線發(fā)表的一篇論文,向我們展示了一個(gè)特殊而又令人興奮的案例。在遺傳性早發(fā)AD的家族中,一名女性逃過了早老基因的“詛咒”,延緩認(rèn)知衰退三十年!而研究團(tuán)隊(duì)查找她的基因組發(fā)現(xiàn),這似乎是一個(gè)可以降低AD風(fēng)險(xiǎn)的基因變異賜予的命運(yùn)禮物。
“這一案例研究為AD發(fā)展、治療和潛在預(yù)防的相關(guān)機(jī)制帶來了新的認(rèn)識(shí),并為開發(fā)干預(yù)手段阻斷疾病進(jìn)展提供了首個(gè)已知候選基因?!薄蹲匀弧沸侣劯逯幸昧搜芯孔髡叩慕Y(jié)論。
在為數(shù)不多已知明確導(dǎo)致AD的基因中,編碼早老素1蛋白的基因(PSEN1)與遺傳性早發(fā)AD有關(guān),攜帶PSEN1特定突變的人大多在年僅40歲左右就出現(xiàn)認(rèn)知問題。
這項(xiàng)研究的主要通訊作者之一、麻省總醫(yī)院的Yakeel T. Quiroz博士長(zhǎng)期追蹤一個(gè)攜帶PSEN1特定突變的哥倫比亞家族。
在分析這個(gè)近1200人的大家族時(shí),一名幸運(yùn)的女性引起了研究者的關(guān)注。導(dǎo)致早發(fā)性AD的PSEN1突變讓這名女性的大腦中出現(xiàn)了淀粉樣蛋白(Aβ)病理改變。眾所周知,Aβ沉積是AD標(biāo)志性的一個(gè)病理特征。然而,這名女性沒有早早出現(xiàn)認(rèn)知癥狀,而是直到70多歲才有輕微認(rèn)知障礙,把“早老命運(yùn)”推后了差不多30年。
盡管出現(xiàn)了Aβ斑塊,另一種常見的AD病理特征tau蛋白神經(jīng)原纖維纏結(jié),在這名女性的腦中并不明顯(圖片來源:參考資料[1])
是什么保護(hù)了她呢?研究團(tuán)隊(duì)通過多種基因測(cè)序技術(shù)分析這名女性的基因組,確認(rèn)除致病突變外,在另一個(gè)基因上她還攜帶了一個(gè)罕見突變。
這個(gè)基因也與AD有著千絲萬縷的關(guān)系,編碼的是載脂蛋白E(APOE)。
大部分情況下,編碼APOE的基因有三個(gè)版本(等位基因),分別為APOE2、APOE3和APOE4。過去幾十年的證據(jù)表明,APOE4是影響AD的風(fēng)險(xiǎn)基因,2個(gè)等位基因都是APOE4拷貝的人相比其他人群更容易罹患AD,通常起病于65歲以后;APOE2有減少或延緩發(fā)病的作用,但在人群中最少見;最常見的APOE3似乎對(duì)AD的發(fā)展沒有影響。
三個(gè)等位基因編碼的APOE蛋白在2個(gè)位點(diǎn)上有氨基酸的差別(圖片來源:參考資料[3])
這名幸運(yùn)老人攜帶的一對(duì)APOE3卻和常人不同。具體來說,它們編碼的第136個(gè)氨基酸都出現(xiàn)了改變。這種類型的突變被命名為Christchurch突變,過去曾在APOE2基因上發(fā)現(xiàn)過,但很罕見。
結(jié)合對(duì)其他家族成員的分析,研究者認(rèn)為,一對(duì)攜帶Christchurch突變的APOE3基因(APOE3ch)可能抵消了PSEN1突變的有害作用。
APOE蛋白的正常功能是運(yùn)送脂蛋白、膽固醇、脂溶性維生素到全身,包括進(jìn)入大腦。一系列生化實(shí)驗(yàn)顯示,APOE3ch蛋白在與受體分子結(jié)合時(shí),親和力低于正常的APOE3,而是與APOE2更接近,這些性質(zhì)可能產(chǎn)生了保護(hù)作用,成為抵擋AD的盾牌。
綜合這些結(jié)果來看,盡管這一案例是特殊的,這個(gè)基因突變也是罕見的,但如作者在論文最后所強(qiáng)調(diào),如果可以安全有效地編輯APOE,調(diào)節(jié)該蛋白與相關(guān)分子的相互作用,或許可以重現(xiàn)這種罕見突變的保護(hù)作用,“開發(fā)APOE相關(guān)基因和藥物療法,可能對(duì)AD的治療和預(yù)防產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響”。
參考資料:
[1] Joseph F. Arboleda-Velasquez et al., (2019) Resistance to autosomal dominant Alzheimer’s disease in an APOE3 Christchurch homozygote: a case report Nature Medicine. DOI: 10.1038/s41591-019-0611-3
[2] Yakeel T. Quiroz et al., (2018) Association Between Amyloid and Tau Accumulation in Young Adults With Autosomal Dominant Alzheimer Disease. JAMA Neurol. DOI: 10.1001/jamaneurol.2017.4907
[3] Alzheimer’s Risk Gene APOE4 and Autism. Retrieved Nov. 4, 2019, from http://www.autismweb2.com/alzheimers-risk-gene-apoe4-and-autism/
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