团队发现了新的遗传疾病并定义了潜在机制
从斑马鱼身上开始的研究现在指出，胶原蛋白分泌在各种临床症状和一种新发现的遗传综合征中起着重要作用。
范德堡大学医学中心医学副教授Ela Knapik医学博士和她的同事发现了由单一基因突变引起的综合征，并将其命名为CATIFA，这是其核心症状的首字母缩写:腭裂、白内障、牙齿异常、智力障碍、面部畸形和多动症。
该研究于1月13日发表于自然医学，结合三个信息来源:a斑马鱼模型，一个儿科遗传疾病数据库电子健康记录与DNA生物库相连。
“这三种数据源在疾病发现方面都有自己的优点和缺点，”Knapik说，他也是范德堡大学细胞与发育生物学副教授。“我想，为什么我们不同时使用它们呢?”
Knapik和她的团队正在探索一种名为ric1的基因在斑马鱼中的功能。他们知道ric1突变会破坏胶原蛋白分泌，并导致鱼的颅面和其他骨骼缺陷。
他们了解到，另一组研究人员报告了来自一个家庭的多个患有儿童白内障的儿童的RIC1基因(斑马鱼RIC1基因的人类版本)突变。Knapik的团队对斑马鱼进行了白内障评估，但没有发现任何白内障。
故事可能就此结束了，但Knapik对此很感兴趣。孩子们是否有其他没有被描述出来的症状，因为他们最紧迫的问题是白内障?这些症状可能是什么?
为了发现其他症状，Knapik和她在范德比尔特遗传学研究所的同事们求助于BioVU，这是范德比尔特的DNA生物库和去识别电子健康记录数据库。
Eric gamamazon博士，医学研究讲师，Nancy Cox博士，Mary Phillips Edmonds Gray遗传学教授和范德比尔特遗传学研究所所长，之前已经开发了一种计算方法，称为prediccan，以关联基因调控基因表达与患者现象-临床特征包括在电子健康记录。当应用于BioVU时，该方法生成了与特定基因表达减少相关的临床特征列表。
她说，他们为减少的RIC1表达生成的列表与Knapik和她的团队在鱼身上观察到的特征相匹配。“那一刻我知道，我们需要更多关于RIC1突变患者和儿童白内障的信息。”
沙特阿拉伯报告了RIC1突变患者的研究小组同意根据biovu衍生的症状列表重新评估这些患者。Knapik说，研究人员惊讶地发现，他们的患者有八个孩子，来自两个相关的家庭。
这种名为CATIFA的新疾病的症状可以用胶原蛋白功能的丧失来解释，Knapik说。胶原蛋白是细胞外基质的主要结构成分——细胞“砖”之间的“砂浆”。
利用斑马鱼，Knapik和她的团队能够确定RIC1蛋白是细胞机制的一部分，它处理胶原蛋白并将其运送出细胞。
“在没有RIC1的情况下，胶原蛋白无法转运，也就没有基质，”Knapik说。“这导致了我们在成人和CATIFA儿童的电子健康记录中发现的广泛症状。”
Knapik说，这些发现支持了一种罕见孟德尔病(一种由单个基因突变引起的疾病)的个体症状与常见疾病的复杂特征之间的连续统一体的概念。Knapik补充说，了解这种疾病的机制基础和可能出现的症状，将改善和个性化护理患有CATIFA的儿童和因RIC1活性较低而引起类似症状的成人。
Knapik说，这项研究为加速疾病机制的发现过程提供了一种新的范式。
她说:“有了来自动物模型、人类常见疾病生物库和罕见孟德尔疾病的知识，我们可以拼凑出基因功能的完整图像，并朝着更好的诊断、治疗和预防迈进。”
