研究人员解码DNA 将神经退行性疾病追溯到史前牧民

研究人员解码DNA 将神经退行性疾病追溯到史前牧民 新研究发现,能显著增加多发性硬化症(MS)患病风险的基因是大约 5000 年前由从东方迁徙而来的牛羊牧民引入欧洲西北部的。图片来源:SayoStudio通过对古人类DNA进行测序并将其与现代样本进行比较,国际专家小组绘制出了基因和疾病随着人口迁徙而传播的历史图谱。《自然》杂志上发表的四篇开拓性研究论文揭示了这一"令人震惊"的结果,为人们从生物学角度认识衰弱性疾病提供了新的思路。由剑桥大学和哥本哈根大学的 Eske Willerslev 教授、哥本哈根大学的 Thomas Werge 教授和加州大学伯克利分校的 Rasmus Nielsen 教授领导的大型国际团队参与了这项非凡的研究,来自全球的 175 名研究人员为研究做出了贡献。科学家们有了以下发现:多发性硬化症等神经退行性疾病的惊人起源为什么今天的北欧人比南欧人高?5000 年前的大迁徙是如何将风险基因引入欧洲西北部人口的?携带 MS 基因在当时是一种优势,因为它可以保护古代农民免受牛羊传染病的侵害已知会增加阿尔茨海默氏症和 2 型糖尿病等疾病风险的基因可追溯到狩猎采集者身上希望未来的分析能揭示更多有关自闭症、多动症、精神分裂症、躁郁症和抑郁症的遗传标记北欧是世界上多发性硬化症发病率最高的地区。一项新研究发现,能显著增加多发性硬化症(MS)患病风险的基因是大约 5000 年前由从东方迁徙而来的牛羊牧民引入欧洲西北部的。通过分析在欧亚大陆有记载的地点发现的古人类骨骼和牙齿的 DNA,研究人员追溯了多发性硬化症从波罗的海草原(横跨现在的乌克兰、俄罗斯西南部和西哈萨克斯坦地区的部分地区)起源的地理分布。他们发现,与多发性硬化症患病风险相关的基因变异与亚姆纳亚人一起"旅行"他们是穿过庞迪草原迁徙到欧洲西北部的畜牧者。这些基因变异为亚姆纳亚人提供了生存优势,很可能是通过保护他们免受牛羊的感染。但它们也增加了患多发性硬化症的风险。剑桥大学和哥本哈根大学联合教授、圣约翰学院研究员、古代 DNA 分析专家兼项目主任埃斯克-威勒斯列夫(Eske Willerslev)教授说:"对于亚姆纳亚人来说,携带多发性硬化症风险基因肯定是一个明显的优势,即使他们来到欧洲之后也是如此,尽管这些基因不可否认地增加了他们患多发性硬化症的风险。这些结果改变了我们对多发性硬化症病因的看法,并对治疗方法产生了影响。"标本的年代从中石器时代和新石器时代到青铜时代、铁器时代和维京时期,直至中世纪。数据集中最古老的基因组来自大约 3.4 万年前的一个人。这些发现为"南北梯度"提供了一种解释,即现代多发性硬化症的病例中,北欧是南欧的两倍。从遗传学的角度来看,亚姆纳亚人被认为是今天西北欧大部分地区居民的祖先。他们对今天南欧人口的遗传影响要弱得多。先前的研究已经确定了 233 个可增加多发性硬化症患病风险的基因变异。这些变异也受环境和生活方式因素的影响,会使患病风险增加约 30%。新研究发现,这种现代多发性硬化症遗传风险特征也存在于数千年前的骨骼和牙齿中。"这些结果让我们所有人都感到震惊。它们为我们了解多发性硬化症和其他自身免疫性疾病的进化提供了一个巨大的飞跃。"剑桥大学动物学系博士后、论文合著者威廉-巴里(William Barrie)博士说:"显示我们祖先的生活方式是如何影响现代疾病风险的,恰恰凸显了我们是现代世界中古老免疫系统的接受者。"多发性硬化症是一种神经退行性疾病,人体的免疫系统会错误地攻击大脑和脊髓神经纤维周围的"绝缘体"。这会导致症状复发和长期退化,即所谓的"进展"。多发性硬化症研究报告的共同作者、牛津大学约翰-拉德克利夫医院顾问医生拉尔斯-福格教授说:"这意味着我们现在可以了解并寻求治疗多发性硬化症的真正原因:这是早在史前发生的基因适应某些环境条件的结果。"另一位合著者、牛津大学的 Astrid Iversen 教授说:"在卫生、饮食和医疗选择方面,我们现在的生活与祖先截然不同,再加上我们的进化史,这意味着我们可能比祖先更容易患上某些疾病,包括多发性硬化症等自身免疫性疾病。"研究人员利用灵北基金会提供的资金,在过去五年中建立了一个独特的古代DNA基因库,并对该基因库中的数据进行了分析。这是世界上第一个同类基因库,它已经在远古人类迁徙、脑部疾病发病基因决定的风险特征等领域提供了令人着迷的新见解。研究人员通过分析欧洲和西亚博物馆收藏的近 5000 名古人类的骨骼和牙齿,生成了从中石器时代、新石器时代到青铜时代、铁器时代、维京时期再到中世纪的 DNA 图谱。他们将古人类 DNA 数据与英国生物库(UK Biobank)中 40 万英国居民的现代 DNA 数据进行了比较。威勒斯列夫说:"建立欧亚大陆过去人类居民的古代 DNA 基因库是一项浩大的工程,需要与整个地区的博物馆合作。我们已经证明,我们的基因库是一个精确的工具,结合对当今人类 DNA 数据的分析和其他几个研究领域的投入,可以让我们对人类疾病有新的认识。这本身就很了不起,毫无疑问,它在多发性硬化症研究之外还有很多应用。"研究小组现在计划研究其他神经系统疾病,包括帕金森病和阿尔茨海默病,以及精神疾病,包括多动症和精神分裂症。他们收到了来自世界各地疾病研究人员的请求,希望获得这些古老的 DNA 资料,并最终打算开放基因库。这项研究得到了灵北基金会 800 万欧元的资助,并在哥本哈根大学灵北基金会地质学中心进行。灵北基金会研究总监扬-埃格比约格(Jan Egebjerg)说:"灵北基金会早在 2018 年就向该项目提供了如此巨额的研究基金,其理由是,如果一切顺利,这将是深入了解脑部疾病遗传结构如何随时间演变的开创性手段。而脑部疾病正是我们特别关注的领域。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关

人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关 大约8%的人类基因组是由人类内源性逆转录病毒(HERVs)序列组成的,它是几十万年前发生的古代病毒感染的产物。直到最近,人们还认为这些“化石病毒”只是垃圾DNA,在体内没有重要功能。然而,由于基因组学研究的进步,科学家们现在已经发现了这些化石病毒在我们DNA中的位置,使我们能够更好地了解它们何时表达以及它们可能具有的功能。这项新研究建立在这些进展的基础上,首次表明人类大脑中表达的一组特定的herv会导致精神疾病的易感性,这标志着在理解导致这些疾病的复杂遗传成分方面又向前迈进了一步。蒂莫西・鲍威尔博士是这项研究的资深作者之一,也是伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所(IoPPN)的高级讲师,他说:“这项研究使用了一种新颖而有力的方法来评估精神疾病的遗传易感性如何影响现代人类基因组中古代病毒序列的表达。”我们的研究结果表明,这些病毒序列可能在人脑中发挥的作用比最初认为的更重要,特定的HERV表达谱与某些精神疾病的易感性增加有关。”该研究分析了涉及数万人的大型遗传研究数据,包括有和没有精神健康状况的人,以及来自800个人的尸检脑样本的信息,以探索与精神疾病相关的DNA变异如何影响herv的表达。尽管大多数与精神病诊断相关的遗传风险变异影响了具有众所周知的生物学功能的基因,但研究人员发现,一些遗传风险变异优先影响了herv的表达。研究人员报告了与精神疾病相关的五种强大的HERV表达特征,包括两种与精神分裂症风险相关的HERV,一种与双相情感障碍和精神分裂症风险相关,一种与抑郁症风险相关。第一作者、伦敦国王学院IoPPN研究员罗德里戈・杜阿尔特博士说:“我们知道精神疾病有很大的遗传成分,基因组的许多部分都在逐渐影响易感性。在我们的研究中,我们能够研究与herv相关的基因组部分,从而鉴定出与精神疾病相关的五个序列。虽然目前还不清楚这些herv是如何影响脑细胞从而导致风险增加的,但我们的研究结果表明,它们的表达调节对大脑功能很重要。” ... PC版: 手机版:

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解码癌症:研究人员揭示细胞是如何"叛变"的 访问:NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 约翰斯-霍普金斯大学医学院的科学家们绘制了人类乳腺和肺细胞中的一条分子途径,它可能导致基因组过度复制,而这正是癌细胞的一个特征。这些发现最近发表在《科学》杂志上,揭示了当一组分子和酶触发并调节所谓的"细胞周期"(用细胞的遗传物质制造新细胞的重复过程)时,会出现什么问题。研究人员认为,这些发现可用于开发中断细胞周期障碍的疗法,并有可能阻止癌症的生长。为了复制,细胞会遵循一个有序的程序,首先复制整个基因组,然后分离基因组副本,最后将复制的DNA平均分成两个"子"细胞。人类细胞的每对染色体有 23 对一半来自母亲,一半来自父亲,包括性染色体 X 和 Y即总共 46 对,但已知癌细胞会经历一个中间状态,即拥有双倍的数量92 条染色体。这是如何发生的是一个谜。约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学副教授塞尔吉-雷戈特(Sergi Regot)博士说:"癌症领域科学家们的一个永恒问题是:癌细胞基因组是如何变得如此糟糕的?我们的研究对细胞周期的基础知识提出了挑战,让我们重新评估了关于细胞周期如何调节的想法"。细胞周期调控面临的挑战雷戈特说,复制基因组后受到压力的细胞会进入休眠或衰老阶段,并错误地冒着再次复制基因组的风险。一般来说,这些休眠细胞在被免疫系统"识别"为有问题的细胞后,最终会被清除。但有时,尤其是随着年龄的增长,免疫系统无法清除这些细胞。如果任由这些异常细胞在体内游荡,它们就会再次复制基因组,在下一次分裂时对染色体进行洗牌,从而引发癌症。为了确定细胞周期中出现问题的分子途径的细节,雷戈特和研究生研究助理康纳-麦肯尼(Connor McKenney)领导约翰-霍普金斯大学的研究小组,重点研究了乳腺导管和肺组织中的人类细胞。原因何在?这些细胞的分裂速度通常比体内其他细胞更快,从而增加了观察细胞周期的机会。观看这段视频,了解细胞在不分裂的情况下经历两次复制基因组的细胞周期阶段。细胞核中出现的亮点表明 DNA 正在复制的位置。资料来源:约翰-霍普金斯大学医学院塞尔吉-雷戈特实验室雷戈特的实验室擅长对单个细胞进行成像,因此特别适合发现极少数没有进入休眠期、继续复制基因组的细胞。在这项新研究中,研究小组仔细观察了数千张单细胞在细胞分裂过程中的图像。研究人员开发了发光生物传感器,用于标记细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)。他们发现,各种 CDK 在细胞周期的不同时期激活。在细胞受到环境压力(如干扰蛋白质生产的药物、紫外线辐射或所谓的渗透压(细胞周围水压的突然变化))后,研究人员发现 CDK 4 和 CDK 6 的活性降低了。细胞周期破坏的研究结果五到六小时后,当细胞开始准备分裂时,CDK 2 也受到了抑制。此时,一种名为无丝分裂促进复合物(APC)的蛋白质复合物在细胞分裂前的阶段被激活,这一步骤被称为有丝分裂。Regot说:"在研究中的受压环境中,APC激活发生在有丝分裂之前,而通常人们只知道它在有丝分裂过程中激活。"当暴露在任何环境压力下时,约 90% 的乳腺细胞和肺细胞会离开细胞周期,进入安静状态。在他们的实验细胞中,并非所有细胞都安静了下来。研究小组发现,约有 5%-10%的乳腺细胞和肺细胞重返细胞周期,再次分裂染色体。通过另一系列实验,研究小组发现,所谓的应激活化蛋白激酶活性的增加与一小部分细胞脱离安静阶段并继续将基因组翻倍有关。雷戈特说,目前正在进行一些临床试验,测试DNA损伤剂与阻断CDK的药物。联合用药有可能促使一些癌细胞将基因组复制两次,产生异质性,最终产生抗药性。也许有药物可以阻止 APC 在有丝分裂前激活,从而防止癌细胞二次复制基因组,防止肿瘤阶段性进展。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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研究人员发现曲贝替定(trabectedin)绕过癌细胞DNA修复机制的方法 曲贝替定(Trabectedin)是一种抗癌药物,最初是从红树海鞘(Ecteinascidia turbitana)中分离出来的,已知会形成细胞毒性 DNA 加合物。它被用于治疗肉瘤和卵巢癌,与大多数抗肿瘤药物不同的是,它能在 DNA 修复活跃的细胞中充分发挥作用。资料来源:基础科学研究所这种方法包括选择与个体癌症独特属性精确匹配的药物。事实证明,精准医疗尤其有利于治疗那些已经发展到可以逃避常规治疗的癌症。曲贝替定(Trabectedin)是一种从红树海鞘(Ecteinascidia turbinata)中提取出来的药物,它在抗击对传统疗法有抗药性的癌症方面显示出了潜力。然而,它的确切作用机制一直难以捉摸直到现在。韩国基础科学研究所基因组完整性中心的 Son Kook 博士和 Orlando D. Scharer 教授与瑞士苏黎世联邦理工学院的 Vakil Takhaveev 博士和 Shana Sturla 教授通力合作,终于揭开了这种神秘化合物的神秘面纱。利用高灵敏度的高通量 COMET 芯片检测细胞基因组中形成的断裂,IBS 的研究人员揭示了曲贝替定(trabectedin)会诱导癌细胞 DNA 中的持续断裂。研究人员发现,这些DNA断裂只在具有高水平DNA修复能力的细胞中形成,特别是那些运行一种称为转录偶联核苷酸切除修复(TC-NER)途径的细胞。TC-NER是一种重要机制,可在转录过程中识别DNA损伤,启动涉及两种内切酶ERCC1-XPF和XPG的修复过程。曲贝替定(Trabectedin)的DNA损伤会破坏这一过程,它允许ERCC1-XPF进行初始切割,但会阻断XPG的后续作用,从而停止TC-NER过程。这种修复过程的中断会导致持久的 DNA 断裂,最终杀死癌细胞。COMET Chip 检测法用于测量细胞中曲贝替定(Trabectedin)诱导的断裂。每个绿点代表一个细胞核,尾部长度和从每个细胞核出现的尾部(彗星)中总 DNA 的比例与形成的断裂数量成正比。紫外线处理后(左图),由于核苷酸切除修复(NER)将紫外线损伤从 DNA 中切除,因此几乎看不到断裂。使用曲贝替定(中间)处理后,由于 NER 反应失败,DNA 断裂持续存在。断裂依赖于 NER,因为在 XPF 基因失活的 TC-NER 缺陷细胞(右)中不会出现断裂。资料来源:基础科学研究所对曲贝替定(Trabectedin)诱导的DNA断裂模式的分析表明,断裂在整个基因组中都有形成,但只在发生活跃转录和TC-NER的位点上形成。利用对DNA断裂累积机制的这一新认识,研究人员试图确定这些断裂发生在基因组的哪个位置。由此,研究人员开发出了一种名为 TRABI-Seq(TRABectedin-Induced break sequencing)的新方法,它可以精确地识别肿瘤细胞 DNA 中曲贝替定的作用位点。Son博士解释说:"ERCC1-XPF的这一切口在DNA中产生了一个可标记的游离羟基,使我们能够对DNA进行测序并定位这些断裂。"目前研究人员正在对各种癌细胞进行 TRABI-Seq 测试,以确定曲贝替定(Trabectedin)对具有高级 DNA 修复能力的肿瘤的疗效,这些肿瘤往往与癌基因激活导致的转录水平升高有关。这些发现将有助于把曲贝替尼定位为识别易受影响癌症的预测性标记物和精准治疗的治疗选择。由于曲贝替定能够靶向对传统疗法产生抗药性的肿瘤,它可能会为抗击具有高度活跃的DNA修复能力的耐药性癌症带来更多希望。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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解码抑郁症:全球研究揭示200多种相关基因

解码抑郁症:全球研究揭示200多种相关基因 这项发表在《自然-遗传学》(Nature Genetics)杂志上的研究发现了 50 多个新的遗传位点(位点是染色体上的一个特定位置)和 205 个与抑郁症相关的新基因,这是首次对不同血统群体参与者的重度抑郁症遗传学进行大规模的全球性研究。这项研究还展示了药物再利用的潜力,因为其中发现的一个基因编码了一种常见糖尿病药物所针对的蛋白质,同时也为可能开发的治疗抑郁症的药物指出了新的靶点。抑郁症研究中的基因多样性抑郁症是一种非常常见的疾病,但人们对它的发病机制仍然知之甚少。利用大数据进行的基因研究为了解这种疾病提供了新的途径,并发现了数十种与抑郁症有关的基因,其中每种基因单独使用只会使患病风险略有增加。它还有助于找到新的药物靶点,但迄今为止的研究主要集中在欧洲血统的人身上,研究人员说这是一个重大缺陷,尤其是对于抑郁症这样复杂的疾病。这篇新论文采用了多种基因研究方法,包括全基因组关联研究、对以前发表的数据进行荟萃分析以及全转录组关联研究。国际研究小组审查了来自多个国家的 21 个研究队列的基因数据,其中包括近 100 万名非洲裔、东亚裔、南亚裔和西班牙裔/拉丁美洲裔的研究参与者,包括 88,316 名重度抑郁症患者。这项研究在确定与抑郁风险有关的基因方面取得了重大进展,既发现了新的联系,也加强了先前的证据,并展示了一些对药物开发有潜在影响的基因,如 NDUFAF3。NDUFAF3 编码的蛋白质以前曾被认为与情绪不稳定有关,而二甲双胍是治疗 2 型糖尿病的一线药物。对二甲双胍的动物研究表明,它可能与抑郁和焦虑的减少有关,因此这一最新发现进一步表明,可能有必要对二甲双胍和抑郁进行更多的研究。研究中发现的其他基因可能与抑郁症有生物学上的联系,如与一种参与目标定向行为的神经递质有关的基因,以及编码一种以前与多种神经系统疾病有关的蛋白质的基因。显示非洲、欧洲、东亚和西班牙/拉丁美洲群体之间全基因组遗传相关性的曲线图。着色的深浅反映了相关性的强弱。每个单元格中还显示了估计系数和标准误差。我们只显示标准误差小于 0.3 的估计值;否则,该区域将显示为灰色。抑郁症治疗的新视野令人惊讶的是,研究人员发现抑郁症在不同祖先群体中的遗传点击率重叠程度低于预期,约为30%(根据研究小组开发的一种新方法,该方法用于衡量在一个祖先群体中发现的遗传关联适用于另一个祖先群体的程度),这比之前在其他性状和疾病中发现的重叠程度要低。因此,在不同样本中研究抑郁症更为重要,因为有些研究结果可能是针对特定祖先的。主要作者 Karoline Kuchenbaecker 教授(UCL 精神病学和 UCL 遗传学研究所)说:"我们在这里毫无疑问地表明,除非我们克服遗传学研究中的欧洲中心主义偏见,在全世界不同人群中寻找病因,否则我们对抑郁症等复杂疾病的了解仍将是不全面的。""以前发现与抑郁症风险有关的许多基因实际上可能只影响欧洲血统人群的抑郁症风险,因此,为了使基因研究有助于开发出能够帮助所有血统人群的新药,我们的基因数据集必须具有适当的多样性。"库琴拜克教授与孟祥瑞博士、博士研究员乔治娜-纳沃利(Georgina Navoly)和奥尔加-吉安纳科普洛(Olga Giannakopoulou)博士共同领导了这项研究,参与研究的合作联盟包括精神病基因组学联盟重度抑郁障碍工作组、中国嘉道理生物库合作组、23andMe研究团队、基因与健康研究团队和日本生物数据库项目。Kuchenbaecker 教授补充说:"这是第一阶段的发现工作,因此还需要更多的工作来确认这些新靶点,但首先找到这些靶点是一个巨大而重要的挑战,尤其是对于这种急需新药治疗的疾病来说。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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研究人员探索维生素A在精神疾病发展中的作用 "我们之前的研究表明,这可能与维生素 A 或视黄醇水平有关,众所周知,维生素 A(或视黄醇)在脑细胞的分化、成熟和突触功能中发挥着重要作用。"William Reay 及其同事的新研究结合了数千个个体基因组的汇总统计数据,找出了调节血液中视黄醇水平的遗传因素。凯恩斯教授说:"我们基本上将视黄醇水平与基因变异相匹配,从而更好地了解了参与血液中视黄醇吸收和转运的基因。"除了了解人类视黄醇水平的遗传结构外,凯恩斯教授说,这项研究的真正价值在于更好地了解视黄醇在一系列复杂健康状况中的作用。"我们可以利用影响视黄醇的基因变异来替代大型基因研究中的维生素水平,这些研究涉及数百万与17000多个特征相关的个体。与观察性研究相比,这是一种强大的方法,因为它不会受到相关性或反向因果关系的干扰。""利用这种方法,我们可以支持视黄醇在炎症、血浆脂质、脂肪率、视力、微生物组、大脑结构/连接性、哮喘、慢性阻塞性肺病和其他一些性状中的重要作用。这一点意义重大,因为我们使用合成视黄醇作为药物,并有可能通过基因信息精准医学方法指导其应用。例如,患有自身免疫性疾病的人体内视黄醇水平较低。"要全面了解视黄醇对人体健康的影响,还有很多工作要做,但我们确实知道它非常重要,而且很有效。"凯恩斯教授说:"就像盐和糖一样,我们需要足够的维生素,但如果过多或过少,都会引起各种问题。"维生素 A 是一种脂溶性营养素,在肉类以及绿色和橙色植物中含量丰富。植物中的β-胡萝卜素在肝脏中转化为视黄醇。过多的维生素 A 也会对发育中的胎儿造成影响,因此孕妇和育龄妇女应慎用高剂量的补充剂和维甲酸类药物。应始终在医生的建议下适量服用。"视黄醇对我们的大脑、免疫系统、皮肤和视力等多方面的发育都非常重要。了解它的作用以及如何更有效地利用它来改善人类健康非常重要,"凯恩斯教授说。点击此处阅读发表在《自然》杂志上的题为《循环视黄醇的遗传影响及其与人类健康的关系》的研究报告。参考文献:"循环视黄醇的遗传影响及其与人类健康的关系",2024 年 2 月 19 日,《自然通讯》。 DOI: 10.1038/s41467-024-45779-x这项研究由医学研究委员会和英国国家卫生研究院生物医学研究中心资助。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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【#美国白宫发布拜登健康报告# 称其无任何神经系统疾病】据央视报道:当地时间7月9日,央视记者获悉,美国白宫于日前公布了总统拜登的健康报告。美国白宫总统医生凯文·奥康纳在声明中称,拜登经过“详细的神经系统检查”,没有发现与中风、多发性硬化症、帕金森病或渐冻症等相关的问题,还表示,拜登“表现出出色的运动灵巧性”。拜登此前在6月27日总统选举辩论中的表现引起了人们对其年龄、健康状况和领导联邦政府能力的担忧。8日,白宫新闻发言人卡里娜·让-皮埃尔在简报会上又一次面临众多媒体就此提出的问题时强调,拜登见过三次神经科医生,三次均与拜登的年度体检有关,并表示体检没有发现帕金森病或其他神经系统疾病的迹象。 via 捉谣记的微博

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