apoE4基因是人体内很强的阿尔茨海默症风险因子,携带这一基因的人患阿尔茨海默症的风险比其他人高15倍。美国Illinois大学芝加哥校区医学院的研究人员在传统阿尔茨海默症小鼠模型的基础上,开发了携带人类apoE4基因的新型转基因小鼠模型。这种新模型能够更贴切的模拟人类阿尔茨海默症,将大大有助于相应预防和治疗药物的开发。研究人员也通过这种新型小鼠模型得到了阿尔茨海默症起因的新信息,该研究提前发表在Journal of Biological Chemistry杂志的网站上。
研究人员用现有阿尔茨海默症转基因小鼠与携带人类apoE4基因的小鼠杂交,从而得到了这种新型小鼠模型。apoE4是apoE基因三种突变类型之一,是人类阿尔茨海默症患者体内最强的遗传学风险因子。
阿尔茨海默症患者死后的尸检显示,大脑蛋白斑块的关键成分是淀粉样蛋白amyloid-beta。不过amyloid-beta除了形成可见大斑块以外,也以更小的可溶低聚物形式存在,而这种形式的amyloid-beta很可能在时阿尔茨海默症的真凶,Illinois大学的生化学家Mary Jo LaDu副教授介绍道。
“在很长一段时间,人们认为是淀粉样蛋白形成的斑块造成了阿尔茨海默症中的神经死亡。不过现在,科学家们开始认识到阿尔茨海默症中的神经毒性可能来自于更小的可溶性低聚体。”
不过,人们要研究amyloid-beta低聚物的作用还面临着一道难题。研究人员指出,能够区分amyloid-beta不同累积形式的检测方法很少。而他们开发了一种高度特异性的单克隆抗体来解决这一问题,该抗体能够特异性的识别低聚体形式的amyloid-beta。
研究人员利用这种抗体和新小鼠模型,分析了最早期的amyloid-beta累积,并研究了apoE不同突变形式所造成的差异。研究显示,携带apoE4的转基因小鼠与带其他apoE突变的小鼠相比,大脑中低聚体形式的amyloid-beta更多,说明这种阿尔茨海默症风险基因的作用机制很可能是影响amyloid-beta的累积形式。在此之前的其他转基因小鼠模型都无法体现这样的相互作用。此外,如果低聚物amyloid-beta是阿尔茨海默症的病因,那它也是最早的疾病指标。
研究人员指出,apoE4不仅是阿尔茨海默症的风险因子,携带apoE4的患者往往对临床治疗的反应也更差。然而,在此之前人们还未能在携带人类apoE的转基因小鼠中进行药物测试。现在,研究人员可以从新小鼠模型中得到比以往更清晰全面的治疗效果信息。Illinois大学的研究人员正在利用他们的新技术研发阿尔茨海默症治疗药物。
基因让我们成为朋友,这给“你赢得了我这个朋友”这句话带来了全新的含义。
周一发表在《Proceedings of the National Academy of Science》的一个新研究认为朋友不仅仅是你在脆弱的时候可以依靠的人;他们可能在实际上帮助你走下去从基因方面来说。
“考察了整个基因组,我们发现,平均来说我们在基因方面与我们的朋友相似。”加州大学圣地亚哥分校医学遗传学和政治学教授、本研究的共同作者詹姆图老师斯·福勒说道。“在相同的人口中,与陌生人相比,我们与我们挑做朋友的那些人的DNA有更多的相同之处。”
在过去的十年里,富勒和共同作者尼古拉斯·克里斯塔奇斯(耶鲁大学社会学、进化生物学和医学教授)一直在研究社会网络背后的科学。他们想寻求一些长期持有的社会观点背后的生物学解释。“我们都知道‘物以类聚人以群分’这个习语,但是我们想知道为什么会这样。”富勒说。
通过使用来自弗雷明汉心脏研究的数据,研究者们可以进行他们所说的第一个朋友之间相关基因型的全基因组分析。
根据美国健康与人类服务部,弗雷明汉心脏研究始于1948年。这是一个长期的、好几代的研究,设计来鉴定影响发生心血管疾病和其他疾病的基因和环境因素。由弗莱明汉心脏研究提供的几代基因数据是福勒和克里斯塔基斯理想的出发点。
这个研究包括了1932位受试者。其中一组包括了无亲戚关系的朋友对,而另一组由无亲戚关系的陌生人对组成。科学家们测试了150万个基因变异标记,来精确地测量每个人与他/她的配对朋友或陌生人的基因相似程度。
“我们发现,我们与我们的朋友共享了大概1%的基因,”福勒说,“我们的研究表明,平均来说,我们与我们朋友基因的相似程度跟我们与第四代堂/表兄弟姐妹或者与我们有共同的曾曾曾祖父母的亲戚的相似程度相同。”
研究者发现,在无亲戚关系的朋友对之间,表达的最显著的基因中,嗅觉系统基因所占比例过高。
“朋友们闻东西倾向于有相同的感觉。”富勒说。例如,在史前的日子,都喜欢闻到血液味道的人可能喜欢一块打猎,而喜欢闻野花味道的人喜欢一块采集野果。富勒说,现在的话就转换为喜欢闻咖啡味道的人聚集在咖啡厅里。
研究者说我们的DNA可能是我们被某些活动所吸引和从事某些社会活动的背后推动力。同样地,我们也更倾向于与那些基因上相似的人相接触和发展朋友关系。
同样,我们与朋友们共有最多的那些基因,也处于最快的进化中。它们比我们其它的基因以更快的速度进化着,研究者们说。
“社会关系可能是涡轮增压的演化。”富勒说。
“这不仅只与我们身上的微生物有关,还与我们周围的人的微生物有关。我们的健康似乎不仅取决于我们本身的基因组成,还取决于我们朋友的基因组成。”克里斯塔基斯说。
相反的,研究者们同样发现,我们选择交往的人倾向于与我们有不同的免疫系统,这可能会给我们带来额外的免疫保护。这也支持了过去关于配偶倾向于有不同的免疫基因的发现。
“当提到免疫系统功能,互补的功能而不是协同的功能可能也是有好处的。”富勒说,“你病不想容易受到你的配偶或者朋友易感疾病的影响。你想对这些疾病免疫,因为它(不同的免疫系统)可以提供额外的保护墙,因此他们不容易将那些疾病传给你。”
研究者说,这个研究同样还支持了人类宏基因组学的观点意味着我们不仅仅是我们自己基因的一个组合,同样也是我们紧密联系的那些人的基因组合。
“绝大多数的遗传学研究都是研究一个基因得到一个结果,”富勒说,“我想这是要彻底改变我们对基因组学思考方式的时候了。我们必须看到我们之外的东西。”