研究人员确定缺少关键细胞过程的人 - 对人类生理学的独特洞察力

自噬插图

自噬插图。

患有独特的细胞疾病的患者正在帮助研究人员了解一系列健康并发症。

由纽卡斯尔大学领导的研究人员首次鉴定了一组患有缺乏患有自噬的关键细胞过程的神经疾病患者。该工作于今天(6月23日,2021年6月23日)发表新英格兰医学杂志

这些患者对自噬在人体生理中的作用提供了独特的洞察力,这可能对许多条件(包括神经变性和癌症)进行研究和疗法可能具有重要意义。

自噬

我们身体中的许多细胞,例如弥补我们大脑的那些,需要持续一生。为此,我们的细胞已经开发了保护自己的方法。这包括一种名为自噬的过程,其字面意思是“自饮”,其中损坏的组分收集在一起并从单元中移除。

这种过程对于身体正常工作是非常重要的,因为细胞损伤的积累已与包括痴呆症的几种疾病相关联。

杰克利尔斯

Jack Collier是纸上的领导作者,作为博士学位。纽卡斯尔大学的学生。信用:英国纽卡斯尔大学

自噬也是细胞用于维持营养水平的途径,并且长期被认为是基于遗传修饰小鼠的先前研究的重要过程,其在出生后24小时内没有自噬和死亡。以一种类似的方式,人类自噬途径的失败被认为是意味着人们无法生存。

在研究中,研究人员发现,在五个家庭中,对自噬重要的关键基因的变化导致了一种非常特异的神经疾病形式。在特殊情况下,似乎这些患者尽管自噬有缺陷,但这是研究人员已经确定的。

研究人员使用最先进的DNA测序技术,研究人员在来自五个家庭的12名神经疾病患者中鉴定了ATG7基因的疾病序列变化。

赫尔辛基纽卡斯尔团队及同事分析患者样本揭示了突变导致ATG7蛋白的减少或完全丧失。随访,在小鼠和酵母细胞中进一步研究,确认自噬中的严重缺陷。

Rob Taylor是纽卡斯尔大学线粒体病理学教授,新城NHS高度专业的线粒体诊断实验室和纽卡斯尔·泰恩医院NHS基金会信托和高级作者的纽卡斯特顾问临床科学家。他说:“如果他们的细胞完全未能进行自噬,这种发现挑战人类无法生存的理解。我们从学习携带特异性自噬基因的遗传改变的患者学习了什么是自噬在脑发展中的关键作用,这可以适应损失关键组成部分。“

Rob Taylor.

Rob Taylor是纽卡斯尔大学线粒体病理学教授,新城NHS高度专业的线粒体诊断实验室和纽卡斯尔·泰恩医院NHS基金会信托和高级作者的纽卡斯特顾问临床科学家。信用:英国纽卡斯尔大学

患者遍布全球,在英国,法国,瑞士,德国和沙特阿拉伯确定的家庭。英国东北部的英国家庭由百合基金会资助的诊断排序计划确定,英国领先的线粒体疾病慈善机构和欧洲线粒体研究最大的慈善资产。该测序项目与纽卡斯尔大学的支持开发,已成功为> 70%的招聘家庭提供了遗传诊断。

泰勒教授解释:“调查脑MRI图像,我们观察到大脑的同一区域受到所有患者的影响,改变了患者的共济失调和智力残疾,突出了自噬的重要性。正如我们对我们的发现并继续发展这些患者可能的补偿机制,这意味着我们可以探索专门针对这些地区的治疗的潜力。这种方法可以有一天有助于满足患有常见的晚期疾病的个体的临床需求,如阿尔茨海默病和痴呆症,其中自噬有助于疾病。“

Jack Collier是本文的领导作者,作为纽卡斯尔大学的博士学生,进行了关键实验,包括电子显微镜和尖端高分辨率ISIM共聚焦显微镜,以及调查患者样品的分子技术。

他说:“由于对ATG7之前的研究表明,对于人类生存可能是必不可少的,我们感到惊讶地发现影响患者的这种基因的遗传变化,特别是它们已经幸存成为成年人的生命。

“识别众多家庭非常重要,因为它使我们能够理解患者受到这种疾病的影响。使用来自每个家庭的细胞,我们已经表明,这些患者无法正确执行自噬途径,这损害了蛋白质的再循环并导致神经发育问题。“

苏珊*来自英格兰东部,是两个女孩的母亲受影响的母亲。她解释说:“坚定的诊断已经回答了”为什么“问题我们一直在提出30年,并提供了理解,我们从未想过我们已经拥有。在实际水平上,它有助于与社会护理和医疗专业人员的对话,并展望未来,我们可能能够学习与同样条件的其他人与他人分享。也很高兴知道发现可能是新研究的踩踏石,帮助人们其他问题。“

研究人员打算继续与这群患者进行未来的研究,因为它们提供了对自噬在人体生理学的作用的独特洞察力。

*名称更改以保护隐私

参考:杰克的“术语缺陷Atg7介导的自噬的发育后果”。J Collier等,2021年6月23日,新英格兰医学杂志
DOI:10。1056 /nejmoa1915722

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