英國(guó)科學(xué)家的研究表明，許多在生命后期出現(xiàn)的常見神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病(AD)和帕金森病(PD)，可能是由胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)生的自發(fā)基因突變引起的?；诶贸呱疃葴y(cè)序和數(shù)學(xué)建模技術(shù)相結(jié)合的研究，英國(guó)的一組科學(xué)家報(bào)告了體細(xì)胞測(cè)序(即dna測(cè)序)的證據(jù)。胚胎中腦細(xì)胞簇中發(fā)生的突變可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊蛋白的產(chǎn)生，這些蛋白在大腦中擴(kuò)散，最終導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病。

“這些拼寫錯(cuò)誤出現(xiàn)在我們的DNA細(xì)胞分裂,并可以解釋為什么這么多人開發(fā)老年癡呆癥等疾病時(shí),個(gè)人沒(méi)有家族病史,”說(shuō)研究鉛Patrick Chinnery FRCP,FMedSci,教授,醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)(MRC)線粒體生物學(xué)單位和劍橋大學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)部門。“這些突變很可能是在我們出生前大腦發(fā)育時(shí)形成的——換句話說(shuō)，當(dāng)我們變老時(shí)，它們就在那里等著引發(fā)問(wèn)題。”

倫敦帝國(guó)理工學(xué)院(Imperial College London)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)(Newcastle University)的Chinnery博士的團(tuán)隊(duì)及其同事在《自然通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了一篇論文，題為《人類大腦中病灶性和多病灶性體細(xì)胞基因變異的高患病率》。

作者寫道，常見的神經(jīng)退行性疾病，如AD和PD，其特征是毒性蛋白的聚集和特定腦區(qū)腦細(xì)胞的丟失。在大約5%的病例中，有這種疾病的家族史，大約50種基因中的一種基因的遺傳突變被認(rèn)為要么導(dǎo)致疾病，要么導(dǎo)致疾病。然而，大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病的病因尚不清楚。

“隨著全球人口老齡化，我們看到越來(lái)越多的人受到阿爾茨海默氏癥(Alzheimer's)等疾病的影響，但我們對(duì)其中大多數(shù)病例仍不夠了解，”Chinnery博士說(shuō)。“為什么有些人得了這些病，而有些人沒(méi)有呢?”我們知道基因在其中起了一定的作用，但是為什么沒(méi)有家族史的人會(huì)得這種病呢?

作者繼續(xù)說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)與神經(jīng)退行性疾病有關(guān)的基因來(lái)說(shuō)，一個(gè)突變的副本是導(dǎo)致疾病所必需的。他們假設(shè)，在某些細(xì)胞系中，相同基因中發(fā)生的自發(fā)性或體細(xì)胞突變可能會(huì)導(dǎo)致非家族性病例的發(fā)病機(jī)制。“雖然我們沒(méi)有直接的證據(jù)，但含有這些突變的細(xì)胞島可以合成錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，并有可能在人的一生中擴(kuò)散到整個(gè)大腦，”他們?cè)u(píng)論道。

為了研究這一假設(shè)，研究小組使用超高速測(cè)序技術(shù)分析了173個(gè)組織樣本的基因，這些樣本來(lái)自54個(gè)個(gè)體的大腦，其中14個(gè)來(lái)自健康個(gè)體，20個(gè)患有AD，另外20個(gè)患有路易體癡呆，這是一種癡呆癥，據(jù)估計(jì)，在英國(guó)有超過(guò)10萬(wàn)人受到這種癡呆癥的影響。研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)102個(gè)基因進(jìn)行了測(cè)序，其中包括已知的導(dǎo)致或增加常見神經(jīng)退行性疾病風(fēng)險(xiǎn)的56個(gè)基因，這些基因在腦細(xì)胞中存在的次數(shù)超過(guò)了5000倍。結(jié)果發(fā)現(xiàn)54個(gè)大腦中有27個(gè)發(fā)生了體細(xì)胞突變，包括健康的大腦和患有AD或路易體癡呆的大腦。在所有被測(cè)序的樣本中，有9個(gè)大腦攜帶了一種以上的突變。

當(dāng)研究小組將他們的測(cè)序數(shù)據(jù)與神經(jīng)發(fā)育的數(shù)學(xué)模型結(jié)合起來(lái)時(shí)，結(jié)果表明，突變可能發(fā)生在胚胎發(fā)育過(guò)程中，而攜帶突變的腦細(xì)胞島在人群中很常見。“…基于從173年人類大腦組織樣本,觀察和~ 611000細(xì)胞,我們的研究結(jié)果表明,人類的大腦是高度可能包含許多區(qū)域的細(xì)胞窩藏體細(xì)胞突變,包括基因突變影響神經(jīng)退行性疾病,”作者總結(jié)…”這些地區(qū)可能有潛力產(chǎn)生突變的蛋白質(zhì)形成小說(shuō)原纖結(jié)構(gòu),可以傳播,導(dǎo)致不同的神經(jīng)退行性疾病,臨床表型或修改,取決于原始突變基因。“他們認(rèn)為，他們的模型可以作為更深入地探索突變病灶流行情況的基礎(chǔ)，”這表明，幾乎所有人都有這種病灶。研究人員指出，“雖然在大腦發(fā)育的前1000個(gè)細(xì)胞中發(fā)生致病性突變是罕見的，但這些突變很可能會(huì)導(dǎo)致一種疾病的表型，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響到很大一部分大腦神經(jīng)元。”

Chinnery博士補(bǔ)充說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)也可以幫助解釋為什么阿爾茨海默氏癥和帕金森癥沒(méi)有兩個(gè)病例是相同的。不同腦細(xì)胞模式的DNA錯(cuò)誤可能表現(xiàn)為微妙的不同癥狀。他建議，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)，并確認(rèn)這種突變?cè)诎V呆癥患者中是否更常見。“問(wèn)題是:對(duì)于沒(méi)有家族史的‘普通或普通’品種，這些治療有多大的相關(guān)性?”我們的數(shù)據(jù)表明，同樣的遺傳機(jī)制可能對(duì)這些疾病的非遺傳性形式負(fù)責(zé)，因此這些患者可能受益于針對(duì)罕見遺傳形式的治療。