Ученые открывают новые молекулярные драйверы болезни Паркинсона

Ученые из Медицинской школы Икана на горе Синай обнаружили новые молекулярные движущие силы болезни Паркинсона, используя сложный статистический метод, называемый многомасштабным анализом генной сети (MGNA). Команда также смогла определить, как эти молекулярные драйверы влияют на функции генов, участвующих в болезни. Результаты, достижения, что может указывать на потенциальные новые методы лечения, были опубликованы сегодня в Nature Communications .

Некоторые случаи болезни Паркинсона напрямую вызваны генетическими мутациями, но такие случаи редки. Примерно в 80% случаев причина неизвестна. и хотя есть некоторые гены, которые могут немного увеличить риск развития болезни у человека, биологическое влияние этих генов остается неясным.

"Это исследование предлагает новый подход к пониманию большинства случаев болезни Паркинсона, "сказал Бинь Чжан, Кандидат наук, Профессор генетики и геномных наук Института науки о данных и геномных технологий Икана и директор Центра моделирования трансформирующих заболеваний на горе Синай в Медицинской школе Икана на горе Синай. «Стратегия не только открывает новые драйверы, но он также проясняет функциональный контекст известных генов факторов риска болезни Паркинсона ».

Доктор Чжан и его команда первоначально разработали метод MGNA для исследования молекулярных механизмов болезни Альцгеймера. Поскольку это исследование было опубликовано около шести лет назад, они значительно улучшили методику за счет финансирования Партнерства Национальных институтов здравоохранения (NIH) / Национального института старения (NIA) по ускоренным лекарствам - болезнь Альцгеймера (https:/ / www. ния. Национальные институты здравоохранения США. gov / исследовать/ amp-ad) (AMP-AD) и применили ее к множеству сложных заболеваний, от болезни Альцгеймера до рака. Стратегия учитывает генетические, эпигенетический транскриптомный, патологический, и клинические данные из большого пула образцов тканей и выявляет связи между ними.

<цитата>

Этот подход к многомасштабному сетевому анализу - мощный способ проанализировать молекулярные механизмы сложных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Приятно видеть, что AMP-AD может предоставить новые механизмы понимания болезни Паркинсона, которые могут открыть новые терапевтические возможности ».

Сузана Петанцеска, Кандидат наук, программный директор программы AMP-AD Target Discovery в NIA, который софинансировал исследование

К несчастью, не существует наборов данных по экспрессии генов, основанных на достаточно большом количестве информативных образцов мозга от пациентов с болезнью Паркинсона, чтобы мощный MGNA был эффективным. Вместо, исследователи объединили данные восьми различных исследований, которые включали посмертный анализ черной субстанции - части мозга, наиболее пораженной болезнью Паркинсона. Это дало команде больший набор данных из 83 пациентов, которые затем они сравнили с 70 контрольной группой, у которых не было болезни Паркинсона.

Применяя MGNA к объединенному набору данных, ученые определили ряд ключевых регуляторов генных сетей, которые никогда раньше не были связаны с этим заболеванием.

Следующий, они объединились с Чжэнью Юэ, Кандидат наук, Профессор неврологии и неврологии в Медицинской школе Икана и директор по фундаментальным и трансляционным исследованиям двигательных расстройств, чья работа поддерживается Центрами передового опыта NIH Udall по исследованию болезни Паркинсона, для экспериментальной проверки результатов на мышах. Они решили проверить эффекты STMN2, ген, который анализ идентифицировал как ключевой регулятор молекулярной сети Паркинсона. Ген обычно экспрессируется в нейронах, вырабатывающих дофамин, нейротрансмиттер, который истощен в черной субстанции пациентов с болезнью Паркинсона.

Чтобы проверить его влияние на болезнь Паркинсона, Доктор Юэ и его команда уничтожили ген STMN2 в черной субстанции мышей. Секвенирование РНК показало, что уменьшение STMN2 привело к активации девяти генов, которые ранее были связаны с заболеванием. У мышей развились патологии, похожие на болезнь Паркинсона, такие как дегенерация дофаминергических нейронов в черной субстанции и повышение концентрации токсичных веществ. модифицированный белок α-синуклеин, и то, и другое считается признаком болезни. Кроме того, мыши боролись с двигательными задачами, такими как поддержание равновесия на стержне, свидетельствует о нарушении контроля их двигательной функции.

Несмотря на то, что команде удалось создать достаточно большой размер выборки для применения многомасштабного сетевого анализа, исследователи подчеркнули, что 83 пациента - это все еще относительно небольшое число, и результаты должны быть подтверждены в более крупных исследованиях. Еще, "Работа открывает новые возможности для изучения болезни, "сказал доктор Юэ." Новые гены, которые мы идентифицировали, предполагают, что новые пути должны рассматриваться как потенциальные цели для разработки лекарств. особенно в случаях идиопатической болезни Паркинсона ».

• Исследователи обращаются к старым методам лечения для решения новых проблем со здоровьем
• Уровни аммиака не определяют клиническое ведение печеночной энцефалопатии у пациентов с циррозом.