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常见的大脑畸形可追溯到其遗传根源

大约每100名儿童中就有1名患有称为Chiari 1畸形的常见脑部疾病,但大多数情况下,此类儿童正常成长,没有人怀疑这是一个问题。但其中约有十分之一的儿童会导致头痛,颈部疼痛,听力,视力和平衡障碍或其他神经系统症状。

在某些情况下,这种疾病可能在家庭中发生,但是科学家对导致这种疾病的遗传改变知之甚少。在新的研究中,圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家表明,Chiari 1畸形可能是由参与大脑发育的两个基因的变异引起的。

当在颅底下方发现大脑的最低部位时,就会发生这种情况。该研究还显示,头异常大的儿童被诊断出患有Chiari 1畸形的可能性是头围正常的同伴的四倍。

这项发现发表在12月21日的《美国人类遗传学杂志》上,可能会导致一种新的方法,可以在最严重的症状出现之前识别出有可能患Chiari 1畸形的人。它还阐明了常见但知之甚少的疾病的发展。

哈勒说:“很多时候人们经常头痛,但是他们没有意识到Chiari畸形是他们头痛的原因。” “即使他们这样做,也不是每个人都愿意进行脑部手术来修复它。我们需要更好的治疗方法,而更好的治疗方法的第一步就是更好地了解其根本原因。”

如果人们开始出现严重症状,例如慢性头痛,疼痛,异常感觉或感觉丧失或无力,则可以通过手术治疗该畸形,以减轻Chiari畸形。

神经外科,神经病学和遗传学助理教授加布里埃尔·哈勒(Gabriel Haller)博士说:“家庭中Chiari畸形的风险增加,这表明有遗传基础,但没有人真正鉴定出因果基因。” “我们能够鉴定出两个因果基因,而且我们还发现,Chiari患者的头围比预期的大。这是一个重要因素,而且易于测量。如果您的孩子头部较大,那么可能值得检查和你的儿科医生。”

为了鉴定导致Chiari 1畸形的基因,Haller及其同事对668名有此病的人及其232名亲属的所有基因进行了测序。在这些亲戚中,有76人也患有Chiari 1畸形,其中156人未受影响。该研究团队包括第一作者小儿科医师Brooke Sadler博士和合著者David D. Limbrick,Jr.,MD,Ph.D.,神经外科教授兼小儿神经外科科主任。 ,克里斯蒂娜·古内特(Christina Gurnett)博士,神经病学教授,小儿和发育神经病学部主任等。

测序显示,Chiari 1畸形的人在一个称为色域基因的基因家族中携带突变的可能性更高。其中一些突变是从头开始的,这意味着该突变是在胎儿发育过程中发生在受影响的人中,而不存在于他或她的亲戚中。特别地,染色体结构域基因CHD3和CHD8包括与畸形有关的许多变体。

在小的透明斑马鱼中进行的进一步实验表明,基因CHD8参与调节大脑的大小。当研究人员将一条鱼的chd8基因的一个副本失活时,这些动物的大脑发育异常大,而它们的整体大小却没有变化。

染色体结构域基因有助于控制对DNA长链段的访问,从而调节整套基因的表达。由于适当的基因表达对于正常的大脑发育至关重要,因此,色域基因的变异与神经发育状况有关,例如自闭症谱系障碍,发育迟缓以及异常大或小的头部。

Haller说:“由于色域基因具有如此广泛的活性,并且同时影响许多事物,因此尚不知道其功能如何。” “但是他们是分子研究中非常吸引人的候选人,他们了解特定的突变如何导致自闭症或发育延迟,或者像我们许多Chiari患者一样,只是增加了大脑的大小而没有认知或智力症状。我们想弄清楚每个突变的作用,以便将来,如果我们知道孩子有一个特定的突变,我们将能够预测该变异是否会产生有害作用以及是什么样的。”

染色体结构域基因与头部大小之间的关联启发了Haller及其同事测量患有Chiari畸形的儿童的头部,并将其与年龄匹配的对照以及由疾病控制与预防中心提供的人口平均值进行比较。患有Chiari的孩子的头顶偏大。那些脑袋最大的孩子(大于同龄孩子的95%)被诊断出畸形的可能性是四倍。

研究结果表明,头部较大的儿童或与染色体结构域基因相关的其他神经发育障碍的人可能受益于Chiari畸形的筛查。

Haller说:“许多患有与染色体结构域基因相关的自闭症或发育障碍的孩子可能发现了未发现的Chiari畸形。” “目前唯一的治疗方法是手术。及早发现病情将使我们能够观察,知道那里存在严重症状的可能性,并在必要时立即进行手术。”

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