阿尔茨海默病罕见突变的异常机制被发现

阿尔茨海默病
阿尔茨海默氏症患者脑部的PET扫描图。来源:公共领域

芝加哥大学的研究人员在一项新研究中发现了一种新的机制,可以解释为什么一种罕见的突变与家族性阿尔茨海默病有关。这篇论文发表在4月2日的《科学》杂志上实验医学杂志,特征是位于以前不被认为是致病的遗传区域的突变,颠覆了关于哪些类型的突变可能与阿尔茨海默病有关的假设。

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,目前影响着600多万美国人,其特征是a β的积累变成了大脑神经元之间的斑块。当较大的前体蛋白APP通过不同的细胞区室时,APP被切割成较小的片段,就会产生这些a β肽。

大多数之前被认为与阿尔茨海默症有关的基因要么位于最终编码a β肽片段的APP基因区域内,要么就在其附近。然而,虽然研究小组研究的突变位于APP基因中,但与之前发现的特征突变的区域相距甚远。这种名为S198P的突变最初是在两名阿尔茨海默氏症患者身上发现的,由于其与已知疾病相关突变的距离而引起了人们的关注。

“这种突变并不在为Aβ片段编码的APP区域,它非常有趣,因为它远离所有其他突变的正常位置,”资深作者Sangram Sisodia博士说,他是芝加哥大学神经科学的Thomas Reynolds高级家族教授,“因此,不清楚这种突变如何导致疾病的病理。”

由Sisodia实验室专业研究人员Xulun Zhang博士领导的研究人员,通过研究培养细胞和小鼠,研究了S198P如何影响a β肽的产生。他们发现S198P突变的存在导致培养细胞和小鼠的Aβ肽水平升高。为了进一步理解S198P导致Aβ水平升高的原因,作者研究了APP-to-Aβ生产管道的不同步骤。

通过培养细胞,作者发现S198P使APP折叠更快,使得成熟APP比不含S198P突变的APP更快地产生Aβ肽。Sisodia说:“快速折叠增强了APP通过制造Aβ的细胞隔室的出口,允许更快地产生Aβ肽。”携带S198P的小鼠也有更多由Aβ积累引起的斑块,这加强了突变确实有助于疾病的可能性。

然而,像许多其他突变一样,S198P的存在并不能保证阿尔茨海默氏症会发展。“这种变体只是部分渗透,”西索迪亚说,这意味着并不是每个患有S198P的人都会发展成阿尔茨海默氏症。与乳腺癌基因BRCA1/2的突变相似,S198P只影响患者患阿尔茨海默氏症的概率。

西索迪亚说:“遗传学家会认为这不是一种致病性突变,因为你可以在未受影响的人身上找到这种突变,但这是一种复杂的疾病,研究这些罕见的变异可以揭示新的生物学。”

事实上,S198P的位置与先前描述的突变如此之远,这强调了关于阿尔茨海默病还有很多有待了解的地方。“过去20年里被描述的很多突变都被忽视了,因为它们看起来不像遵循正常的规则。我们需要关注这些罕见的变异,因为它们开辟了新的研究领域,可以完全破译这种疾病,”西索迪亚说。

尽管治疗阿尔茨海默氏症的有效方法仍在开发中,但西索迪亚认为,他的小组的发现证明了对a β肽的重新关注。“失败导致一些人认为a β可能与这种疾病无关,但这些结果清楚地支持a β在癌症中的作用发病机理。我希望这能让人们重新认识到Aβ在阿尔茨海默病中的重要性。”

S198P机制的确定使得Sisodia计划回到其他被忽视的突变,并对它们进行研究。“根据其他人的说法,还有其他所有这些罕见的变异似乎是良性的,但我们从它们也推动了阿尔茨海默病的病理和临床表型,”西索迪亚说。“我们想出了S198P,太棒了!现在让我们转向所有其他变体!”


进一步探索

淀粉样斑块突变图谱为阿尔茨海默病的早期检测开辟了新的途径

更多信息:Xulun Zhang等,Aβ结构域外的APP外结构域突变促进了Aβ的体外生成和体内沉积,实验医学杂志(2021)。DOI: 10.1084 / jem.20210313
期刊信息: 实验医学杂志

引用:发现了与阿尔茨海默病相关的罕见突变的不寻常机制(2021年4月2日),检索自2021年4月13日//www.pyrotek-europe.com/news/2021-04-unusual-mechanism-rare-mutation-alzheimer.html
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