基因定序完成,發現自閉症基因指揮官

作者 | 發布日期 2013 年 07 月 12 日 21:05 | 分類 生物科技 , 醫療科技
DNA

最近有三項針對「泛自閉症障礙」的重要研究成果發表。科學家已經完成整套自閉症基因組定序,是往後研究工作的重要基礎;一個影響了426個自閉症相關基因的「指揮官」級基因已被發現,是研究相關致病機轉的關鍵;而腸道裡的菌種分佈異常,也有可能是造成自閉症的原因。



全本自閉症基因組定序完成

由關注自閉症病患的「自閉症發聲」(Autism Speaks)組織結合醫界、學界等單位的研究,已經發現泛自閉症障礙(Autism Spectrum Disorders, ASD)整套基因組定序。他們從32位彼此沒有關係的患者,及其99位家屬等人身上,收集完成有關ASD相關基因資訊,結果刊登在最新一期美國人類遺傳學期刊(American Journal of Human Genetics)。

這項研究將ASD的臨床表現以及50%受試者伴隨的症狀,與基因變異之間的關係連接起來,相對於目前的診斷技術只能確認20%的ASD個案與基因變異有關,可說是相當大的進步,對未來泛自閉症障礙的患者有更多幫助。加拿大多倫多大學與病童醫院應用基因中心主任Stephen Scherer說,未來整個基因組定序的結果將有利於藥物治療、建立自閉症客製化療法,同時對某些自閉症的早期診斷也有幫助,特別是有自閉症兄弟姐妹間再發機率約為18%。

此項研究發現可能伴隨發生ASD的DNA病變,包括4種先前沒有發現跟ASD相關的基因、8種可能有關連的基因與9種已證實有關的基因。研究同時發現其他遺傳性疾病的相關變異因子,包括X染色體脆折症候群(CAPRIN1與AFF2)、社交認知缺損(VIP)、癲癇(SCN2A與KCNQ2)、ASD伴隨CHARGE聯合畸形(NRXN1與CHD7)等。

DNA
(Photo Credit: PNAS)

這項規模達100萬美元的研究計畫是由「自閉症發聲」結合美國杜克大學、病童醫院等單位共同建立的世界最大自閉症相關基因組定序資料庫建構而成。

發現自閉症指揮官等級基因

近期另一組科學家對自閉症的致病基因也有重大發現。美國喬治華盛頓大學博士Valerie Hu與Tewarit Sarachana發現一個RORA基因,它的作用操控了426種與自閉症有關的基因。研究發表於分子自閉症期刊(Molecular Autism)。

他們的研究顯示RORA可以編碼出一種控制其他超過2500種基因活動的蛋白質,這些基因很多都與神經功能與發展有關,其中有426種是已知會影響自閉症的基因。

他們用染色質免疫沉澱法等技術進行分析,發現RORA影響A2BP1、CYP19A1、HSD17B10、ITPR1、NLGN1與NTRK2六種基因,當RORA影響力減半時,六種基因的也同步下降,另外,在與年齡無關、自閉症患者死後缺乏RORA基因的腦組織內,六種基因的活動也同樣減少。Hu形容RORA就像是骨牌的起頭,一推下去牽動許多骨牌跟著倒下,而且路徑不止一條。他的比喻可能近似我們看一些推骨牌比賽那樣的感覺。

腸道菌種分佈與自閉症相關

亞利桑那州立大學生物設計中心研究員Rosa Krajmalnik-Brown等人的研究指出,腸道中共生或益菌的分佈情形與泛自閉症障礙孩童有所關連。他們的研究刊登在PLOS ONE期刊。

gut bacteria▲腸道裡的菌種。(Photo Credit: CDC)

研究將自閉症孩童與正常孩童腸道中的菌種分佈加以比較,發現前者的菌種數量要比後者少,尤其是關鍵性的Prevotella、Coprococcus與Veillonellaceae三群菌種,可能讓他們面對致病的菌種時顯得更加脆弱,例如當革蘭氏陰性菌的細胞壁上如果含有酯多醣(lipopolysaccharides),則容易引發腦部發炎及累積高濃度汞。這項研究將有機會發展成更有效的自閉症診斷方法及自閉症伴隨腸胃道疾病的療法。

Krajmalnik-Brown指出,引發他們進行這項研究的動機,是因為自閉症孩童一直到成年後往往都還有腸胃道的問題,研究證明當他們試圖解決腸胃道問題時,孩童的行為有所改善。

泛自閉症障礙的病患數量成長快速,各方數據的預估基於定義與時間先後不同有很大差異,但很明顯的是成長率一直攀升。許多研究從基因與遺傳學觀點來看自閉症,但Krajmalnik-Brown的研究有可能暗示當飲食習慣或使用抗生素改變腸道裡的菌種分佈,也就可能造成泛自閉症障礙。

(Opening Photo Credit: Wikimedia Commons)

相關資料
Autism Speaks: Autism Speaks Collaborative Releases First Full Genome Sequencing for Autism Spectrum Disorders
American Journal of Human Genetics: Detection of Clinically Relevant Genetic Variants in Autism Spectrum Disorder by Whole-Genome Sequencing
罕見遺傳疾病一點通
Molecular Autism: Genome-wide identification of transcriptional targets of RORA reveals direct regulation of multiple genes associated with autism spectrum disorder
Researcher Discovers New Regulatory Autism Gene
Reduced Incidence of Prevotella and Other Fermenters in Intestinal Microflora of Autistic Children
Clues about autism may come from the gut 

發表迴響