结合多张地图揭示失明的新遗传风险因素

根据 1 月 17 日发表在Ran Elkon 和 Ruth Ashery的开放获取期刊PLOS Biology上的一项新研究，将基因调控位点图谱与疾病相关位点相结合，发现了成人黄斑变性 (AMD) 的新遗传风险因素-以色列特拉维夫大学的 Padan 及其同事。这一发现促进了对成人视力障碍主要原因的理解。

AMD 是由视网膜色素上皮 (RPE) 功能障碍引起的，RPE 是夹在接收光的光感受器和滋养视网膜的脉络膜毛细血管之间的一层组织。由于 RPE 在 AMD 中的核心重要性，作者首先探索了一种称为 LHX2 的转录因子(一种调节特定基因的蛋白质)，根据团队对小鼠突变体的分析，该因子是 RPE 发育的核心。敲低源自人类干细胞的 RPE 中的 LHX2 活性，他们发现大多数受影响的基因都被下调，表明 LHX2 的作用可能是转录激活因子，与基因组上的调节位点结合以增加其他基因的活性。

作者发现一个受影响的基因，称为 OTX2，与 LHX2 合作调节 RPE 中的许多基因。通过绘制 OTX2 和 LHX2 可以结合的基因组位点，他们发现 68% 的 LHX2 结合位点也被 OTX2 结合(总共 864 个位点)，这表明它们可能共同促进一大组基因的活性参与 RPE 的发育和功能。

寻找可能导致疾病的基因的常用方法是进行全基因组关联研究(GWAS)，该研究可识别与疾病同时发生的个体之间的基因组序列差异(称为单核苷酸多态性或 SNP)。之前已经在 AMD 中进行了大量此类研究。然而，GWAS 本身无法揭示因果机制。在这里，作者将他们的 LHX2/OTX2 结合数据与 GWAS 数据进行了比较，以便了解影响转录因子结合并因此可能导致疾病的变异。

一个这样的结合位点位于一个名为 TRPM1 的基因的启动子区域内，该基因之前与 AMD 相关联，并发现该位点的序列变异改变了 LHX2 的结合强度;所谓的 C 版本比 T 版本更强烈地结合它，并且当 C 等位基因而不是 T 等位基因存在时，TRPM1 基因的活性更高。

研究结果表明，先前已知的 GWAS 中鉴定的变体导致 AMD 风险增加是由于 LHX2 转录因子与 TRPM1 基因启动子的结合减少，从而导致该基因的活性降低。该基因编码一个膜离子通道，之前的研究表明该基因的突变也会导致视力障碍。

“我们的研究举例说明了组织特异性转录调节因子、它们在基因组中的结合位点及其下游基因调控网络的描述如何能够提供对复杂疾病病理学的见解，”作者说。

Ashery-Padan 补充道，“研究结果揭示了一个由 LHX2 和 OTX2 组成的调节模块，该模块控制视网膜色素上皮细胞的发育和维持，这是视觉功能的重要组织。基因组分析进一步将受两种发育因素限制的基因组区域联系起来到常见的多因素致盲疾病年龄相关性黄斑变性(AMD) 的遗传学。”

更多信息： LHX2-OTX2 转录调节模块控制

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