科学家研究出测量精子突变方法 可揭示未来儿童患自闭症风险(图)

不久前《自然医学》发表了一项研究,由加州大学圣地亚哥医学院研究人员领导的一个国际科学家团队描述了他们研究出可以在父亲精子中的测量发现致病突变的方法,为未来儿童患自闭症(ASD)的风险提供更准确的评估。

父系精子的自发突变与自闭症谱系障碍有关,而科学家们已经研究出量化这种自发突变的方法,并评估这些突变导致疾病的可能性和关联程度。

孤独症谱系障碍或自闭症的原因迄今还不被完全清楚,但有一点研究人员认为,遗传和环境都可以起作用。同时在某些情况下,这种疾病与仅出现在孩子身上的新突变有关,而这些突变不是从父母的DNA中遗传来的。

“孤独症的发病率是59个孩子中的1个,我们知道很大一部分是由这些新的DNA突变引起的,但是我们仍然对这些突变何时何地发生一无所知。” 加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego School)医学院神经精神疾病Beyster分子基因组学中心教授兼主任Jonathan Sebat博士说,“通过我们的新研究,我们可以将这些突变中的一些追溯到父亲身上,并且我们可以直接评估这些突变在未来孩子身上再次发生的风险。”

最近的研究表明,基因损伤的从头突变至少涉及10%到30%的ASD病例,突变的数量随着父亲受孕时的年龄整长而增加。在父母的精子或卵子中或在受精过程中自发发生新突变。当受精卵分裂时,突变出现在每个细胞中。现在的研究指出男性精子是这些突变的一个特别重要的来源,在同一个家族中重复发生这种突变的几率通常估计为1到3%。

“然而,这样的估计并不是基于对单个家庭风险的实际了解,而是基于普通人群的频率,” 联合高级研究作者,UCSD医学院神经科学教授,拉迪儿童医院基因组医学研究所神经科学研究主任Joseph Gleeson博士说,“当一个家族中第一次发生这种突变时,它在未来后代中再次发生的可能性是未知的。因此,家庭必须在非常不确定的情况下作出决定。”

在他们的研究中,Gleeson博士,Sebat博士和他们的同事分析了8位父亲——他们已经是自闭症儿童父亲的精子。其目的是在同一个人的细胞中寻找多种不同基因物质的存在,这种现象被称为镶嵌现象。通过全基因组测序,他们在后代中发现了只在父亲精子中匹配的变异。

“虽然医学教科书告诉我们,人体内的每一个细胞都有相同的DNA拷贝,但这根本不正确。每次细胞分裂都会发生突变,因此体内没有两个细胞在基因上是相同的。

“Mosaicism可能会导致癌症,也可能在人体内保持沉默。如果突变发生在发育早期,那么它将被体内的许多细胞共享。但是,如果突变只发生在精子中,那么它可能会出现在未来的孩子身上,但不会在父亲身上引起任何疾病。”

然研究人员确定,导致疾病的突变存在于高达15%的父亲精子细胞中,这些信息无法通过其他方式确定,比如血液样本。

Gleeson博士说:“我的实验室对了解儿童脑部疾病的起源,以及突变如何导致儿童疾病有着长期的兴趣。我们之前的研究表明,儿童的马赛克现象会导致癫痫等疾病。在这里,我们表明,在考虑基因咨询时,父母中一方的镶嵌主义至少与此同样重要。”

如果发展至临床试验时期,研究人员说,“父亲”可以提供他们的精子进行研究,以确定他们在未来孩子中复发的确切风险。这些方法也可能适用于那些还没有孩子,但想知道孩子是否有患病风险的家长。

参与研究和合著的科学家还有:

加州大学圣地亚哥分校:Danny Antaki, Morgan Kleiber, Oanh Hong, Madhusudan Gujral, William M. Brandler, Ileena Mitra, Melissa Gymrek;

加州大学圣地亚哥分校霍华德休斯医学研究所和拉迪儿童精神病基因组学研究所:Renee D. George, Kiely N. James, Laurel L. Ball, Xiaoxu Yang, Sara A. Wirth, Jing Gu, Camila A. B. Garcia, Damir Musaev, An Nguyen, Jennifer McEvoy-Venneri, and Evan Sticca;

加州大学圣地亚哥分校、霍华德休斯医学研究所、拉迪儿童精神疾病基因组学研究所和威尔康奈尔医学院:Renatta Knox;

西班牙穆图阿德特里萨大学医院:Martha Cristina Cancino Botello,Javiera Uribe Fenner;

Cold Spring Harbor(冷泉港)Andrea B. Moffitt and Zihua Wang ;

纽约大学医学院:Orrin Devinsky。

这项研究的资金部分来自EMBO研究金、欧盟委员会玛丽·居里行动、奥地利科学基金会的厄文·施罗德研究金、国家卫生研究院、西蒙斯基金会孤独症研究计划,霍华德休斯医学研究所,西尔弗曼家庭基金会(寻找癫痫和癫痫的治疗方法项目)。

消息来源:加大圣地亚哥分校

(美国华文网 圣地亚哥华文网编发 USChinesePress.com SanDiegoChinesePress.com)