科學(xué)家從系統(tǒng)生物學(xué)角度揭示引起脊柱裂的關(guān)鍵途徑

    脊柱裂(Spina bifida, SB)是由胚胎發(fā)育中神經(jīng)管閉合失敗所致的一種結(jié)構(gòu)性出生缺陷，約70%的SB病例由遺傳因素所致。全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide association study, GWAS)是復(fù)雜遺傳病基因定位的常用手段。然而，由于SB的相對(duì)罕見性、遺傳異質(zhì)性、外顯不全和環(huán)境影響，導(dǎo)致通過GWAS識(shí)別SB風(fēng)險(xiǎn)基因變異存在諸多挑戰(zhàn)。近日，國(guó)外的一項(xiàng)聯(lián)合研究采取系統(tǒng)生物學(xué)的策略，揭示了導(dǎo)致SB的關(guān)鍵途徑和基因。研究成果發(fā)表在《The Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊，題為“Systems biology analysis of human genomes points to key pathways conferring spina bifida risk”。

    該研究是一項(xiàng)基于人群和遺傳匹配的多中心SB病例對(duì)照研究。研究人員通過全基因組測(cè)序獲取了298名受試者的149對(duì)基因組。采用基因富集分析，通過對(duì)所有富含可能導(dǎo)致罕見、破壞性突變的基因進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)分析，識(shí)別出了真正在病例組和對(duì)照組中出現(xiàn)頻率不同的基因，完成了對(duì)兩個(gè)群體的區(qū)分。進(jìn)一步途徑分析發(fā)現(xiàn)，高SB風(fēng)險(xiǎn)基因明顯富集了多個(gè)生物學(xué)途徑，如碳代謝、炎癥、先天免疫、細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)和基本轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，且與人類SB的發(fā)病機(jī)制相一致。同時(shí)，對(duì)保守的非編碼序列的研究表明，在對(duì)胚胎發(fā)育至關(guān)重要的幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控區(qū)域中存在明顯的變異富集。

    該研究為闡明SB的發(fā)病機(jī)制提供了新的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)這種基于系統(tǒng)生物學(xué)的視角也為研究編碼序列和非編碼序列變異對(duì)罕見復(fù)雜遺傳病的作用提供了借鑒。

    論文鏈接：
https://www.pnas.org/content/118/51/e2106844118

    注：此研究成果摘自《The Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊原文章，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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