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专家率先在洛阳某家系中发现白内障致病基因(2)

时间:2005-11-24 09:02来源:大河报 作者:bioguider 点击: 431次




  20世纪90年代,科学家们的目标越来越明确,就是要找到白内障的致病基因。这一工作的难度在于:白内障的种类是多种多样的,不同的白内障基因突变的方式可能也不太一样,这样就很难摸索出它们的突变规律,所以要想找到白内障致病基因,首先要确定一种单一的白内障类型,对它的研究还有一个重要的前提,那就是要找到一个由单一遗传性白内障构成的家系。



  褚教授进一步解释说,对于遗传的研究,发现致病基因的关键就是要找到一个非常有特征性的家系,这是因为通过它的遗传传代的情况,有可能发现它的基因突变在什么部位。如果发现了基因的突变部位,就能找到一些发病的原因所在。从先天性白内障着手,就可以扩大延展,就能找到整个白内障的致病基因。但麻烦的是,类型统一、病人集中的家系,必须在一个不与外界通婚交流、相对封闭的环境里才有可能形成。正是因为这些因素,研究者几乎无法找到所需要的家系。



  找到白内障基因突变的家系,是全世界包括我国在内的白内障研究科学家梦寐以求的事情。褚教授曾经想过很多办法,但是一直也没有找到理想中的白内障遗传家系。



        1998年10月的一个晚上,他意外地接到一个电话。这个电话把研究者的目光引向洛阳西部一个偏僻的村子。



  1998年,一些医疗工作者来到这里,主要是做白内障患者的脱盲工作。他们惊奇地发现,好多患者都是同一个姓,这极有可能是白内障的一个遗传家系。



  得知河南可能有一个白内障遗传家系的消息后,褚仁远立即派人奔赴河南展开调查。



  刘运甲、李淑萍是当地的眼科医生,科研人员在他们的配合下对这个家系展开了调查。



  “因为交通不便,当地医生也不知道这个家系究竟有多少人。我们在当地医生的配合下,一家一家地摸,把这个家系的整个家系图都画出来。一摸,发现了120多人。”褚教授当时的研究生,如今已是美国一家著名研究室眼科研究人员的金依萍,接到记者的越洋电话后仍对当时的发现兴奋不已。



  “这是分布了5个乡,非常大的一个家系,有几十个人,5代,这个表现是非常突出的。按照常染色体显性分布的规律,应该是父母亲双方只要有一个人有病,下一代应该有二分之一的发病率。这个家系表现得特别强,超过二分之一,而且越是下面一代,白内障越是严重。这个家系都是一种绕核型的浑浊,而且惊人一致,这就说明它的位点,它的突变基因容易找到。”褚教授对这个发现激动不已。



  金依萍也说,这个家系非常重要。因为它的样本量很大,资料非常详细,可以集中精力在一个小范围里找,这种资料非常有价值。一个典型的有统一类型的白内障家系终于找到了。不过,这只是万里长征的第一步,之后,医疗工作者在家系散布的村落里,开始了艰难的采样工作。



  “我们只能住在县上,每天4点钟就起来,然后坐一个多小时的车,5点多到乡里。个别病人思想保守,对我们有抵触情绪。最典型的一家我们跑了六趟,金依萍的脚扎烂了好多次。”当时与金依萍一起赶来我省的另一名研究人员步磊说。



  与"幽灵"赛跑



  经过3个多月,在家系分布的20多个村之间跋涉2000多公里之后,科研人员费尽千辛万苦终于采到了54份珍贵的血液样本。



  1999年5月,来自我省遥远村落的54份血液样本辗转送到上海,褚仁远得到了这些珍贵的资料。不过,他是临床专家,要找到白内障致病基因,还需借助分子遗传学家的力量。



  1999年年底,我省白内障家族的家系图和血液样本被送到中科院上海生命科学研究院孔祥银的实验室。孔祥银从1998年开始做分子遗传学研究,对这份来之不易的家系图,他已经翻来覆去看过无数次了。要从中发现白内障致病基因,首先要确定一条正确的技术路线,这样才能少走弯路。



  人的染色体共有23对,孔祥银他们首先要确定儿童白内障致病基因在哪一条染色体上,从血样中提取出家族DNA后,根据国际上的一个通行试验,研究人员首先将致病基因锁定在第16号染色体上。仅在这一条染色体上,基因就有1697个,如果测一个基因需要7天,那么逐一检测需要耗费30多年的时间,显然,必须要进一步缩小寻找范围。



  孔祥银在接受记者采访时说,采用交叉重叠的方法,他们一下子把致病基因的范围从1697个缩小到200多个,200多个基因逐一检测,也需要耗费四五年的时间。但孔祥银隐隐感觉到,自己似乎离研究目标越来越近了。他突然意识到,如果从白内障的病变器官晶状体入手,这样反过来寻找致病基因,势必会大大缩短寻找时间。蛋白,在晶状体中是最丰富的一种物质,那么,白内障的致病基因是否存在与蛋白有关的基因中呢?



  “人的晶状体是最容易受到损伤的,晶状体里的蛋白一旦受到损伤之后,就需要有这种热休克蛋白来清除,来修复,来降解,如果它不能够清除掉的话,产生的蛋白会在眼睛里积聚,最终形成白内障,我们想这一类的热休克很可能在这里边起着非常重要的作用。”孔祥银继续解释道。在晶状体里面,有人把热休克蛋白比喻为乐于助人的好帮手,哪里出现问题,它就会在哪里出现,如果是热休克蛋白自己出了问题,那么,被损害的晶状体蛋白就孤立无援了,想到这一点孔教授转到对热休克蛋白的研究。世界上第一次把热休克转入因子与白内障联系到了一起。2002年6月,美国《自然遗传学》杂志刊登了这一消息,消息马上传遍了世界,此后不久,孔教授收到一封来自加拿大的来信,邀请他对一个更古老的家系进行研究。



  引起世人关注



  1878年,有人在丹麦的哥本哈根南部地区发现一个延续有9代多达965人的白内障遗传家系,后来,这份资料被辗转送到了加拿大。他们把6份病人样本及50份正常人样本一并寄给孔祥银要求合作。

  在这个家系中间,也发现了基因的突变,并且是在一个相同的结构域内,这就进一步证实这个基因确实是引起儿童白内障的致病基因。



  从我省家系和来自遥远的丹麦家系的样本中,都找出是同一个白内障致病基因在作怪,这不仅证明了我国科学家的发现是正确的,同时还说明,我国科学家发现的不仅是针对特定区域,特定家系的白内障致病基因,儿童白内障致病基因的发现,也使得其他类型的白内障研究进入了一个全新的境界。 (责任编辑:泉水)
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