遗传基础共享先天性心脏和神经发育疾病的风险

严重先天性心脏病患儿有更好的生存机会今天比过去几十年里,由于手术的主要进步。但是一些婴儿从修理他们的心恢复后显示大脑发育延迟的影响,包括认知障碍、语言和社会功能。这些障碍会影响这些孩子在学校和在工作场所;他们甚至可以降低整体的生活质量。

流行病学研究数字给医生和家庭长期以来观察:神经发育延迟的风险高出十倍孩子们有中度到重度先天性心脏病比其他的孩子。

但是为什么呢?

多年来,那些研究这些现象已经考虑几个可能的原因。做心脏手术的严酷出生后这么快就扮演一个角色吗?可能心脏缺陷限制胎儿所需的营养和氧气吗?还是自发性基因突变导致先天性问题影响心脏和大脑的孩子?

现在,回答了“为什么”可能的努力小儿心血管遗传学协会,由哈佛医学院的一个科学家小组。在最近一期的《科学财团外显子组序列的分析报道1200多名儿童和他们的父母和显示,儿童先天性心脏病和神经发育延迟分享某些基因突变阻止心脏和大脑的正常发育。

使用数学模型由合作者Kaitlin Samocha戴利和马克的遗传学分析和转化单元在马萨诸塞州综合医院,研究小组分析了突变的蛋白质编码部分基因组的先天性心脏病患儿没有出现在他们的父母的基因组。他们发现这些孩子有更多这些新创的突变基因高表达在发展中心,而控制队列没有先天性心脏病的儿童。

新创突变也发现与先天性心脏病儿童更频繁的加上另一个出生缺陷、神经发育延迟或更微妙的手指或耳朵形状的异常。这些发现支持共享遗传导致的心脏和extra-cardiac异常而不是手术或环境因素。

“我们的一组基因,有多个不同的角色在多个不同的组织发展:心脏组织,脑组织,其他发展中器官、肢体组织,“Jason Homsy说的HMS杠进家伙训练质量一般的联合作者科学纸。“我们的研究显示这些疾病发展的一个共同的基因联系。”

潜在的早期测试

Homsy和文章的第二作者克里斯汀·塞德曼表示,HMS托马斯·w·史密斯的遗传学和医学教授布莱根妇女医院和霍华德·休斯医学研究所研究员,这些发现可能导致早期测试,将帮助确定新生儿先天性心脏病高危神经发育的困难。

“我们可以很清楚地告诉父母的先天性心脏病患儿心脏手术后会发生什么,但总是有一个大的问题:我的孩子在学校学习好吗?”Seidman said. "If we could identify children at high risk for neurodevelopmental delays, they could receive increased surveillance and earlier interventions than occur now."

所涉及的基因突变影响的主要三个方面:形态发生、染色质修饰和转录调控。如果其中任何一个过程稍有不安甚至在发展的一个关键时刻,心脏畸形;有时一个发育缺陷产生的原因,如大脑中错过了连接。

“主监管机构”

“这些基因不仅参与塑造心脏,”塞德曼说。“他们是主监管机构的器官发展。”

RBFOX2的一个突变基因,编码的分子调节RNA拼接。尽管RBFOX2以前没有涉及先天性心脏病,新创突变被确定在多个影响孩子。

“还有很多未解的问题,包括为什么相同的突变会导致非常不同的临床表现,”塞德曼说。也许更多的遗传变异在转录的多层监管允许补偿有些突变但恶化的后果。现在,塞德曼说,知道一个基因突变存在不同于知道结果。

“这是很长,很长很长的路,”塞德曼说,“但我们想相信,如果你知道这些突变的步骤摄动基因表达的调节,甚至可能有办法治疗它。”