极其罕见的基因变异指出了老年性黄斑变性的潜在原因
美国国家眼科研究所(NEI)的一项研究发现了罕见的遗传变异,这些变异可能指向驱动老年性黄斑变性(AMD)的一般机制之一,AMD是老年人视力下降的常见原因。
这些变异会产生畸形的蛋白质,改变膜攻击复合物(MAC)的稳定性,这可能会导致视网膜中的慢性炎症反应。该研究结果发表在该杂志上iScience,指出MAC作为一个潜在的治疗靶点,以减缓或防止AMD的发展。NEI是美国国立卫生研究院的一部分。
有许多已知的基因变异会增加或降低个人患黄斑变性的风险;然而,这些基因变化对AMD的贡献都很小。
为了发现与该疾病直接相关的遗传变异和蛋白质,NEI神经生物学、神经退行性变和修复实验室主任、该研究的主要作者Anand Swaroop博士与波特兰俄勒冈健康科学大学(OHSU)的AMD主要临床医生Michael Klein医学博士进行了合作。Klein收集了数百名患者的临床信息,以及有大量AMD患者的家庭。
Swaroop、Klein和同事们寻找携带罕见的导致amd变异的家庭,在这些家庭中,基因变异的影响非常强,而且这种变异直接影响到患者蛋白质结构和功能。这种罕见的变体可以揭示疾病的根本原因
“虽然我们已经知道许多影响AMD风险的遗传变异,但只有少数直接指向蛋白质这些改变会导致AMD,”Swaroop说。
“通过观察具有与疾病密切相关的超罕见变异的大家族,我们发现了两种可能直接导致疾病的蛋白质驱动力影响AMD病理的原因。这些蛋白质可能成为未来药物的靶点。”虽然目前有一些治疗方法可以减缓湿型AMD患者的视力下降,但大多数患者都没有治疗方法,也无法治愈这种疾病。
Swaroop、Klein和同事们发现,在四个家族中,AMD患者在构成MAC一端的两种蛋白质中的一种发生了突变:C8-alpha和C8-beta。研究小组发现,来自四个AMD家族的变体都影响了C8蛋白相互粘附的能力,这可能会改变MAC在眼睛视网膜中的行为。
MAC形成一个圆形孔,一端被C8蛋白封闭;MAC孔允许离子通过细胞外膜流动。这个毛孔是“补体级联”的最后一步,补体级联是免疫系统的一部分,帮助身体抵御病原体。尽管科学家们最初认为MAC的唯一功能是插入细菌细胞膜并杀死病原体,但最近的证据表明,MAC在调节视网膜等组织的炎症过程中起着复杂的作用。
NEI的年龄相关眼病研究的遗传数据表明,C8蛋白以及补体级联中其他较高的蛋白质在AMD中的作用。因为MAC是补体级联的最后一步,影响任何补体蛋白的变体都可能向下漏斗改变MAC功能。研究人员认为,视网膜中稳定的MAC过多或过少都可能导致破坏性炎症,从而推动AMD的发展。
Swaroop说:“考虑到MAC是免疫系统补体途径的终点,而且由于这些罕见的变异和疾病之间有很强的联系,我们认为针对它可能是控制AMD的更有效的策略。”“通过一种小分子药物,我们或许能够控制MAC驱动炎症的强烈程度,从而减缓AMD的进展。”
更多信息:Anand Swaroop等人,年龄相关性黄斑变性家族中超罕见补体因子8编码变异,iScience(2023)。