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胶原蛋白分泌在多种临床症状中以及在新发现的遗传综合症中的作用

范德比尔特大学医学中心医学副教授Ela Knapik和她的同事发现了由单个基因突变引起的综合症,并将其命名为CATIFA,其核心症状的首字母缩写:left裂,白内障,牙齿异常,智力障碍,面部畸形和多动症。

该研究于1月13日在《自然医学》杂志上发表,该研究结合了三种信息来源:斑马鱼模型,小儿遗传疾病以及与DNA生物库相关的电子健康记录数据库。

范德比尔特大学细胞与发育生物学副教授Knapik说:“这三种数据源中的每一种在疾病发现方面都有其自身的优点和缺点。”“我想,我们为什么不同时使用它们。”

Knapik和她的团队正在探索一种名为ric1的基因在斑马鱼中的功能。他们知道ric1的突变会破坏胶原蛋白的分泌并导致鱼类的颅面及其他骨骼缺陷。

他们了解到,另一组研究人员报告了来自一个患有小儿白内障的单个家庭的多个孩子中RIC1基因(斑马鱼ric1基因的人类版本)的突变。Knapik的小组评估了斑马鱼的白内障,但没有发现。

故事可能到此为止,但纳纳克很感兴趣。孩子是否还有其他症状,因为他们最紧迫的问题是白内障,所以没有被表征?这些症状可能是什么?

为了发现其他症状,Knapik和她在范德比尔特遗传学研究所的同事们转向了BioVU,范德比尔特的DNA生物库和身份不明的电子健康记录数据库。

医学研究讲师Eric Gamazon博士和Nancy Cox博士,玛丽·菲利普斯·埃德蒙兹·格雷遗传学教授,范德比尔特遗传学研究所所长曾开发过一种计算方法,称为PrediXcan,可以将基因调控的基因表达与患者的表型联系起来。 -电子病历中包含的临床特征。当应用于BioVU时,该方法会生成一系列与特定基因表达减少有关的临床特征。

她说,他们为减少RIC1表达而生成的清单与在鱼类中观察到的特征Knapik和她的团队相符。“那时我知道我们需要更多有关RIC1突变和小儿白内障患者的信息。”

报告了RIC1突变患者的沙特阿拉伯团队同意重新评估这些患者的BioVU衍生症状列表。纳皮克说,研究人员惊讶地发现他们的患者有星座症状:来自两个相关家庭的八个孩子。

Knapik说,新疾病CATIFA的症状可以通过胶原蛋白功能的丧失来解释。胶原蛋白是细胞外基质的主要结构成分,即细胞“砖块”之间的“砂浆”。

通过使用斑马鱼,Knapik和她的团队能够确定RIC1蛋白是处理胶原蛋白并将胶原蛋白运出细胞的细胞机制的一部分。

Knapik说:“在没有RIC1的情况下,您将得不到胶原蛋白,也没有基质。”“这导致了我们在成年人和患有CATIFA的儿童的电子健康记录中发现的各种各样的症状。”

纳皮克说,这些发现支持了在罕见的孟德尔病(由单个基因突变引起的疾病)的个体症状与常见疾病的复杂性状之间形成连续体的概念。Knapik补充说,了解这种疾病的机械基础和可能出现的症状,将改善CATIFA儿童以及因RIC1活性较低而引起的类似症状的成年人的护理,并使之个性化。

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