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中南大學湘雅醫院沈璐團隊發現阿爾茨海默病新的風險基因及生物標誌物
2023-03-01 10:29
中南大學
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  近日,中南大學湘雅醫院神經內科沈璐教授團隊在BMJ旗下期刊《神經病學、神經外科學與精神病學雜誌》(Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry),以論著形式在線發表了題為“GSN基因移碼突變在阿爾茨海默病中的作用”(GSN Gene Frameshift Mutations in Alzheimer’s Disease)的最新研究成果。該研究首次明確芬蘭型家族性澱粉樣變(FAF)致病基因—GSN為阿爾茨海默病(AD)新的風險基因,且血漿GSN水平可能成為AD新的生物標誌物。中南大學湘雅醫院神經內科江亞淩博士為論文第一作者,沈璐教授和焦彬副研究員為論文的共同通訊作者,中南大學湘雅醫院為該論文的唯一第一作者兼通訊作者單位。

  AD作為最常見的老年癡呆類型,其發病機製複雜,遺傳因素在AD發病機製中發揮重要作用。沈璐教授團隊利用全基因組測序在AD病例-對照隊列(1192例AD患者和1403例對照)中進行罕見變異分析,發現GSN基因移碼突變在AD患者(0.50%,6/1192)中占比較高;隨後在驗證隊列中進行GSN靶向測序,發現AD患者中GSN移碼突變頻率高達1.47%。GSN基因編碼凝溶膠蛋白(gelsolin),是一種鈣調控的肌動蛋白調節蛋白,參與炎症、細胞活性、凋亡和癌症發生等多個生理過程。既往發現GSN基因的致病性錯義突變可導致FAF,與AD臨床表型不同,其主要表現為角膜晶格營養不良、顱神經病變、周圍神經病變和皮膚鬆弛等。為明確攜帶GSN移碼突變患者的臨床診斷,團隊對部分患者完成了Aβ-PET、皮膚活檢等檢測,證實了攜帶GSN移碼突變患者為AD表型,而非FAF。因此,該研究首次明確FAF致病基因——GSN為AD新的風險基因。

  進一步的體外實驗研究發現:GSN錯義突變可形成gelsolin蛋白片段並在相應組織中沉積導致FAF;而GSN移碼突變不同,其在降低Aβ42水平、抑製Aβ誘導毒性和保護細胞凋亡的功能喪失,提示了同一基因的不同突變形式可能導致不同的致病機製,並呈現不同的臨床表型。為進一步探索gelsolin能否作為AD早期診斷標誌物,團隊還發現AD患者血漿和腦脊液中gelsolin水平顯著高於對照,與腦脊液中Aβ42水平呈正相關;且gelsolin蛋白水平隨病程和認知功能下降呈先升高後降低的趨勢,提示血漿gelsolin蛋白的升高可能是AD的代償反應,有望成為AD新的生物標誌物。該研究首次明確了GSN基因移碼突變與AD發病風險相關,並為阿爾茨海默病的早期診斷和綜合幹預提供了新靶點和新思路。

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