科學家從系統(tǒng)生物學角度揭示引起脊柱裂的關鍵途徑

    脊柱裂(Spina bifida, SB)是由胚胎發(fā)育中神經管閉合失敗所致的一種結構性出生缺陷，約70%的SB病例由遺傳因素所致。全基因組關聯分析(Genome-wide association study, GWAS)是復雜遺傳病基因定位的常用手段。然而，由于SB的相對罕見性、遺傳異質性、外顯不全和環(huán)境影響，導致通過GWAS識別SB風險基因變異存在諸多挑戰(zhàn)。近日，國外的一項聯合研究采取系統(tǒng)生物學的策略，揭示了導致SB的關鍵途徑和基因。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”。

    該研究是一項基于人群和遺傳匹配的多中心SB病例對照研究。研究人員通過全基因組測序獲取了298名受試者的149對基因組。采用基因富集分析，通過對所有富含可能導致罕見、破壞性突變的基因進行機器學習分析，識別出了真正在病例組和對照組中出現頻率不同的基因，完成了對兩個群體的區(qū)分。進一步途徑分析發(fā)現，高SB風險基因明顯富集了多個生物學途徑，如碳代謝、炎癥、先天免疫、細胞骨架調節(jié)和基本轉錄調節(jié)，且與人類SB的發(fā)病機制相一致。同時，對保守的非編碼序列的研究表明，在對胚胎發(fā)育至關重要的幾個轉錄因子的調控區(qū)域中存在明顯的變異富集。

    該研究為闡明SB的發(fā)病機制提供了新的科學依據，同時這種基于系統(tǒng)生物學的視角也為研究編碼序列和非編碼序列變異對罕見復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，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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