人類基因組計劃對神經病學的意義

【字體: 時間:2002年06月13日 來源:

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  [AD340X300]在人類所有的遺傳病中,神經系統疾病幾乎占了60% 以上,人類基因組測序的完成,必然會對今后神經科學以及神經遺傳病的研究帶來較大沖擊。預期在今后幾年內,能發現更多的神經系統疾病相關基因;進一步詮釋神經系統遺傳性疾病的分子機制;為尋找相關疾病的治療途徑提供理論基礎。

  2001年2月,兩個不同的國際協作組織和公司,分別向全世界宣布了人類基因組測序計劃已經初步完成的消息,在生物科學界引起了很大震動。神經分子生物學的多個領域,正在因人類基因組序列的闡明而得以飛速進展。同樣,對于臨床神經病學中有關遺傳性疾病的發病機制、診斷和合理的治療等,預期在今后幾年內,可能在以下幾方面獲得突破:

 
  發現更多疾病相關基因

  就在人類基因組計劃完成后的半年內,有關研究機構已經應用了位置克隆技術(即在不了解基因或基因產物功能的條件下,鑒定基因位點),又陸續發現了13種與神經系統疾病相關的基因,如腦海綿竇畸形(CCM1)基因,肢帶型肌營養不良2G型(LGMD-2G)基因,全身型癲伴熱性驚厥(SCN1A)基因,脊髓小腦變性10型(SCA-10)基因,巨軸索型神經。℅AN)基因,淀粉樣蛋白前體 β-分泌酶2(BACE-2)基因等,其中部分基因也能在小鼠、果蠅等基因組中表達。研究者在比較了人類和其他生物基因組間的差異后發現,有一些是在人類基因組特有的區域(如含有connexon區域的蛋白),而另一些則是在人類基因顯著增多的區域(如神經生長因子和神經營養因子,semaphorin蛋白,突觸標記蛋白synaptotagmin,髓鞘生成基因等),并闡明了這些區域的增多可能是導致神經功能增高的主要因素。

  進一步詮釋 遺傳病分子機制

  由于多種動物模型(如小鼠、果蠅、線蟲等)和人類具有不少的異種同型基因(ortholgue,相同的結構基序和核苷酸序列),從對于這些動物基因組的實驗研究中所見的基本生化途徑的變化,能探知人類神經系統疾病相關的發育、行為等神經功能異常的分子機制。例如個別基因在剪接或翻譯后過程中,任何一種形式的修飾(如糖基化、甲基化、磷酸化、硫酸化、泛素化等)都可以直接干擾基因表達。這些剪接或修飾因素已經在多種老年變性病中得到證實。又如在動態突變性遺傳。ㄈ塑账酑AG等重復擴展性遺傳。┲械倪z傳早發現象,重復序列候選基因的篩選等,也將在相關的動物模型基因組序列的進一步研究中得以闡明。

  提供治療新途徑的理論基礎

  按一般規律,如某個突變基因一經被確定,有可能在同種動物體細胞內尋找該基因的同種異型基因(paralogue, 即在進化過程中與該基因相關的基因,如基因片段的重復等),作為尋找該基因突變所導致疾病的治療靶點,主要是由于同種異型基因能增加該基因潛在的治療靶點。例如在假肥大型肌營養不良(DMD)的肌細胞膜上,發現了與基因產物抗萎縮蛋白(dystrophin)異型的 utrophin基因所編碼的蛋白,在上行調控后能延緩或減輕DMD臨床癥狀。在CAG重復擴展型遺傳病中,發現了組織型轉谷酰胺酶(tTG)在轉運CAG (即谷酰胺的密碼)的作用,現正有人在動物模型中,以tTG作為靶點,企圖尋找影響該酶活力的治療方法。此外,近年來所發展的新學科-基因組藥理學(pharmacogenomics),是介于基因組學和藥理學之間的邊緣學科。就是在人類基因組的知識逐漸深化以后,評估某些對疾病素質有關的候選基因,能否改變對某一類藥物特定的反應。甚至在不遠的將來,對于不同基因組的家族,能采用不同的個性化的治療措施,也是一種很有希望的前景。

摘自 中國醫藥論壇報

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