物理科技生物学-PHYICA

研究人员解开慢性肾病林心如吻戏的基因“藏宝图”

医学研究 2021-10-06 21:52:25

Credit: CC0公共域 尽管影响了约8.5亿人,造成了全球60分之一的死亡,但很少有治疗慢性肾病的方法

了解与该疾病相关的遗传变异是药物开发的重要一步

现在,在同类研究中最全面的全基因组关联研究之一中,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员已经确定了182个可能与肾功能有关的基因——其中许多可以用现有药物靶向——以及88个高血压基因

此外,研究小组绘制了与疾病相关的关键细胞类型和机制

该发现于周四发表在《自然遗传学》上

这项研究为慢性肾病的基因基础提供了迄今为止最清晰的图片之一

首席研究员卡塔林·苏斯塔克博士说,这为确定急需的潜在治疗方法铺平了道路

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,宾夕法尼亚大学肾电解质与高血压系教授,与主要作者辛升博士一起领导了这项研究

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,宾夕法尼亚大学博士后研究员

“这是理解慢性肾病机制的关键路线图,”Susztak说

“幸运的是,我们已经确定的一些肾病基因可以用现有的药物靶向

" 慢性肾病是一个日益严重的全球健康问题和经济负担

肾衰竭患者的医疗总支出达到36美元

根据疾病控制和预防中心(CDC)的数据,2018年为60亿,约占所有Medicare支付的索赔成本的7%

尽管糖尿病和高血压在慢性肾脏疾病的发展中起着关键作用,但是该疾病具有很强的遗传成分,并且越来越多的人认识到遗传因素会增加疾病风险

为了更好地理解与肾脏疾病相关的基因变异,研究人员转向全基因组关联研究(GWAS),包括扫描数十万人的整个基因组中的DNA变异

现有的基因研究已经确定了人类基因组中大约300个与肾脏疾病相关的区域,但是这些图谱还不能精确定位特定的基因、细胞类型和机制

Susztak说:“现有的图谱已经指出了基因组中肾脏疾病遗传率的区域,就像最初的藏宝图一样,但是,直到现在,我们还不知道宝箱的位置或外观。”

“我们的目标是找到宝藏的确切位置,打开盒子看看里面有什么

" 将基因图谱翻译成特定基因的一个关键挑战是,大多数可能导致肾病的基因变异会改变基因的调控方式

为了克服这一挑战,研究人员收集了659个人类肾脏样本——这是一个庞大的群体

手动解剖每个组织样本后,他们分析了每个基因的表达和遗传变异

该团队接下来使用一种新开发的单细胞测序方法生成了每种人类肾细胞类型的基因表达和调控数据

这使得研究人员能够确定基因变异导致基因表达错误的关键细胞类型

他们的结果确定了近200个肾功能基因,以及近100个高血压基因

最后,研究人员阐明了几种现有肾脏疾病药物背后的机制——包括血管紧张素转换酶抑制剂和血管紧张素受体阻滞剂——表明它们与疾病相关的基因相匹配

Susztak说:“我们使用这些药物已经有几十年了,但现在我们知道了它们为什么如此有效。”

“这项研究代表了肾脏病领域和目前数百万慢性肾病患者的一个非常重要的里程碑

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