TREX1基因原本负责指导整个身体DNA 的维护,但新研究表明,如果人们出生时就携带有TREX1突变,那么随着时间的推移,这种突变会对 DNA 造成灾难性的损害,导致一种名为视网膜血管病变伴脑白质脑病 (RVCL) 的致命罕见疾病。这项研究发表在《自然通讯》上,由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院和日本新潟大学脑研究所的团队领导。
虽然已经知道TREX1突变是 RVCL 的诱因,但其造成损害的机制尚不清楚。在发现TREX1加速典型的 DNA 损伤过程(有人认为该过程与每种动物的衰老过程有关)时,研究人员可能不仅发现了TREX1对 RVCL 患者使用的武器,而且还提供了超出这一罕见疾病人群的见解。
“RVCL 中加速的 DNA 损伤似乎会导致某些细胞过早衰老,包括血管壁中的细胞,”这项研究的主要作者、佩雷尔曼医学院风湿病学副教授Jonathan Miner 博士说。“如果是这样的话,那么针对TREX1可能对治疗许多与衰老有关的人类疾病具有非常广泛的意义,包括心血管疾病、自身免疫性疾病和癌症。”
RVCL影响着全球约 200 人,经常被误诊为狼疮、多发性硬化症或癌症。这种疾病会导致体内小血管破裂,从而影响许多器官,包括大脑、眼睛、肾脏、肝脏和骨骼。患有这种疾病的患者通常直到 40 多岁或 50 多岁时才会开始出现症状,例如记忆力丧失、视力部分丧失和轻微中风。最终,这种疾病会导致器官损伤和衰竭,包括脑萎缩和失明。这种疾病没有治愈或治疗手段,许多患者在症状出现后五到十年内亡。
“我们希望我们的工作能让我们走上改善 RVCL 患者生活的道路,”这项研究的另一位主要作者、新潟大学分子神经科学副教授 Taisuke Kato 博士说。“凭借我们的发现,我们觉得我们将能够更好地解决他们体内发生的事情。”
通过研究动物和人类细胞中的 RVCL 模型,Miner 和他的同事探索了他们的假设:TREX1突变(缩短基因)导致细胞内不稳定,并造成类似于辐射损伤的损伤。
他们发现,这种突变会干扰 DNA 修复过程,而修复过程发生在 DNA 的两条链断裂时。这种过程的中断会导致 DNA 被删除,细胞过早衰老并停止分裂,从而导致整体过早衰老和器官损伤。
除了揭示 RVCL 的主要损伤机制外,研究人员还发现TREX1突变还表现出细胞水平的脆弱性,这与BRCA1和BRCA2基因突变(导致乳腺癌)患者的情况相似。果然,作者发现TREX1突变患者患乳腺癌的风险与BRCA1和BRCA2基因突变患者相似。
但除此之外,研究小组发现, TREX1突变对 DNA 损伤的影响也使患有这种突变的人更容易受到化疗的损害。
“我确实担心某些治疗方法可能会加速某些患者的病情发展,”Miner 说道。“在许多情况下,化疗被用作治疗疑似&luo;自身免疫&ruo;的一种方式,因为某些化疗药物也可用于治疗系统性红斑狼疮患者。过去,这种治疗方法经常用于治疗 RVCL,甚至最近也被一些人采用,我们担心这实际上会使病情恶化。”
这项研究的结果为 RVCL 患者可以采取的治疗和药物类型提供了更清晰的图景。这些治疗和药物可能包括降低体内TREX1的水平、纠正突变,或者只是阻止该基因对 DNA 的破坏作用。