俄勒冈健康与科学大学的研究人员已经确定了导致一组罕见的、进行性的儿童神经退行性疾病的基因,这些疾病由脑内异常铁积累引起。
PLA2G6基因的发现可能有助于阐明导致神经细胞退行性疾病(如帕金森病和阿尔茨海默病)的机制,这些疾病都与脑铁积累有关。
俄勒冈健康与科学大学医学院的分子和医学遗传学、儿科及神经学教授Susan J. Hayflick博士表示,对于患有这些疾病的家庭来说,这一发现具有直接和重大的影响。同时,它也可能提高人们对其他更常见的神经系统疾病的理解,从而对普通人群产生更大的影响。
该研究发表在《自然遗传学》杂志上,Hayflick博士和国际遗传学家团队描述了使用患有婴儿神经轴突营养不良(INAD)和脑铁积累性神经退行性疾病(NBIA)家庭的DNA发现PLA2G6基因的过程。
INAD(也称为Seitelberger病)的症状通常在2岁前开始,并随时间恶化,包括失去头部控制、坐、爬或行走能力,以及视力和语言能力下降。根据美国国立神经疾病和中风研究所的资料,患有该病的儿童通常在5到10岁之间死亡。
NBIA(有时称为Hallervorden-Spatz综合征)的症状出现在青少年到成年期,包括不自主的肌肉收缩、四肢、面部和躯干僵硬和痉挛,以及混乱、定向障碍、癫痫、嗜睡和痴呆。
这两种疾病目前尚无治愈方法或标准治疗方案,它们以隐性方式遗传,即父母双方都必须携带缺陷基因才会使孩子的两个基因拷贝都出现缺陷。发病率约为50万到100万人中1人。
PLA2G6基因的发现意味着可以开发临床检测,以帮助家庭确定将这些疾病传给子女的风险。
研究人员认为,PLA2G6基因编码一种酶,该酶参与细胞膜损伤后的重建过程。当该基因发生突变时,脂质代谢被改变,导致铁积累并引发疾病。
该研究的共同作者Shawn Westaway博士发现,在INAD患者群体中,PLA2G6基因存在超过44种不同的突变,这些突变会导致疾病。
研究团队与英国伯明翰大学医学院的科学家合作,收集了30到40个受影响家庭的DNA,并将疑似基因的搜索范围缩小到22号染色体上的100个基因区域。随后,他们进一步筛选出与疾病症状和受累身体部位功能相关的基因。
PLA2G6是磷脂酶A2(PLA2)蛋白家族中的18个脂质代谢基因之一。INAD是第一个与该基因家族突变相关的遗传性疾病。这一发现“毫无疑问”地将PLA2缺陷与神经退行性疾病联系起来。
此外,铁积累是许多神经退行性疾病的共同结局,包括阿尔茨海默病和帕金森病。
该研究得到了惠康基金会、WellChild、美国国立卫生研究院下属的国家眼科研究所和国家儿童健康与人类发展研究所等多个机构的资助。