科學家從系統(tǒng)生物學角度揭示引起脊柱裂的關(guān)鍵途徑

    脊柱裂(Spina bifida, SB)是由胚胎發(fā)育中神經(jīng)管閉合失敗所致的一種結(jié)構(gòu)性出生缺陷，約70%的SB病例由遺傳因素所致。全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide association study, GWAS)是復(fù)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(zhì)性、外顯不全和環(huán)境影響，導(dǎo)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(lián)合研究采取系統(tǒng)生物學的策略，揭示了導(dǎo)致SB的關(guān)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(dǎo)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(xiàn)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(xiàn)，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(diào)節(jié)和基本轉(zhuǎn)錄調(diào)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(guān)重要的幾個轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)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(jù)，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(fù)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(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。

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