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研究人员首先解开早衰综合征的关键分子之谜

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来自佛罗里达州立大学的新研究开始拼凑出一个由罕见和衰弱的早衰失调症家庭构成的顽固拼图。

这些疾病中的大多数称为早老症综合征,具有以加速老化的出现为特征的生理症状,如皮肤病,头发脱落,骨骼和牙齿异常以及心血管并发症。每个个体都有自身特定的基因突变,但研究人员一直在努力描述这些不同的疾病有什么共同之处。这种持续的谜团限制了科学家对潜在治疗或治疗的探索。

FSU博士后研究员胡安·卡洛斯·里维拉·穆利亚(Juan Carlos Rivera-Mulia)利用佛罗里达州发展的疾病标志物发现的一种先进方法,对早老性疾病“前列腺综合征”进行突破性的研究

在本周发表的一项开创性研究美国国家科学院学报,FSU研究人员概述了两个前期综合症,哈钦森 - 吉尔福德早衰综合征和罗斯蒙 - 汤姆森综合征之间的分子共性的第一个发现,并介绍了一种疾病识别方法,可能在未来产生额外的突破。该研究的第一作者,博士后研究人员胡安·卡洛斯·里维拉 - 穆里亚说:“有许多不同的个体突变可以引起前庭疾病,但没有人能够找到它们之间的特定共同的质量。 “这项研究是在两种不同的遗传原因之间发现的两种早老性疾病之间的分子共同性的第一个发现。”

在流行文化中,早衰综合症的概念通常表现在像Benjamin Button这样奇特人物的故事中,退出了自己的虚弱状态,成为一个健康的中年男子。对于在现实世界中遭受这些疾病的人来说,生活看起来截然不同。

在哈钦森 - 吉尔福德早期,1至2岁的儿童开始出现一系列戏剧性症状,平均年龄为14岁。在罗斯蒙 - 汤姆森综合征中,症状在儿童期发展,尽管预期寿命没有受到显着影响,患者易患癌症。前列腺综合征罕见 - 全世界400万新生儿中有1例被诊断为哈金森 - 吉尔福德(Hutchinson-Gilford),有400例罗斯蒙特 - 汤姆森(Rothmund-Thomson)病例 - 但目前尚无治疗方法或可行的治疗方法。

为了更好地了解这些疾病的潜在分子机制,研究人员采用了一种先进的方法在佛罗里达州发展和完善的疾病标记物的发现。

这种被称为“DNA复制时序分析”的方法涉及监测DNA片段的复制顺序,以准备进行细胞分裂。

在细胞分裂之前,必须复制构成其基因组的大约15,000个染色体片段。这种复制过程是严格有序的,来自体内不同组织的细胞具有不同的DNA片段复制时间表。例如,皮肤细胞中的DNA将与心血管细胞中的DNA具有不同的复制时间曲线。

在许多疾病中,这种高度规范化和程序化的复制时间会中断。 FSU研究人员发现,这些破坏的特征可以揭示导致不同遗传疾病的基本分子错误。 J. Herbert Taylor杰出生物学教授说:“我们一直在研究这种复制过程如何被调控的机制,并且我们一直试图理解为什么这个过程在不同的细胞类型中被不同的调控。该论文的高级作者David Gilbert。 “在这些研究的过程中,我们认识到这种方法可能是非常有用的疾病,如白血病的研究,我们已经使用该系统来识别改变,可以分类不同的白血病亚型。” 对于这项研究,Rivera-Mulia和他的同事从前列腺癌患者收集细胞,并将其转化为多能干细胞,从而为人类发育提供可靠的模型。研究人员发现,当细胞被修改为干细胞时,所有的异常都被消除了,但是当它们被转换回皮肤细胞时,前体相关的异常逐渐重新出现。 Hutchinson-Gilford和Rothmund-Thomson综合征均表现出一种早期异常,即基因TP63的改变。这不仅是第一次有人确定了两个progeroid综合征之间的分子共同性 - 这些条件的研究中的一个巨大的突破 - 但它也是复制计时方法作为表观遗传学工具检测疾病标志物。吉尔伯特说:“这不仅仅是一个发现在前列腺疾病。 “这是第一个使用复制时间作为生物标志物的新发现。我们已经表明,在白血病的这种方法中我们可以找到真正有趣的东西,但是直到现在,我们还没有碰到一些真正新的东西。这是一个相当重要的发现。“

Rivera-Mulia说,下一步是继续使用重编程序的干细胞来探索在这些疾病中最受影响的细胞类型中的前列腺综合征的发展,并追踪失调或在这些过程中发生异常。

如果研究人员能够继续绘制这些各种早老性疾病之间的分子联系,寻找治疗的希望不是不可能的。 Rivera-Mulia说:“我们首先需要确定这些疾病之间的共同点,以及它们如何与自然衰老和早衰相关。 “如果我们能够找到这些基因改变的机制性原因,并且我们可以开发一种有针对性的治疗方法,那么有一天我们有机会找到治疗的办法。”

来源:佛罗里达州立大学

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