一项研究发现了一种罕见癫痫症的基因突变,并揭示了这种疾病在患者身上表现出来的新的分子和细胞机制。
这项研究今天作为经过审查的预印本发表在eLife上,编辑们认为该研究具有根本意义,因为它极大地增进了我们对 KCNQ2 脑病的理解。他们描述了最先进的方法,提供了令人信服的证据。
“KCNQ2 脑病是一种罕见的神经发育障碍,由 KCNQ2 基因变异引起,该基因提供了一种大脑钾通道的配方,”贝勒医学院遗传学和基因组学研究生项目的主要作者蒂莫西·阿布雷奥 (Timothy Abreo) 解释说,美国德克萨斯州休斯顿。“这种疾病通常表现为出生后几天内开始癫痫发作,以及终身发育迟缓,并且目前没有有效的治疗。”
KCNQ2 基因中新发现的变异很难评估,因为并非所有变异都会导致疾病,而且某些变异确实导致疾病的原因尚不清楚。
研究小组的研究始于一名出生在美国的女孩在出生后第一个月内反复发作的癫痫发作。基因检测显示 KCNQ2 基因的一个副本上存在单一氨基酸变化,即第 256 位甘氨酸变为色氨酸 (G256W),这种变化以前是未知的,并被归类为临床意义不确定。
该团队的研究仔细描述了这名年轻患者的临床和发育史。在婴儿期,发育迟缓变得明显,随后她被诊断出患有皮质视觉障碍和自闭症谱系障碍。现年 12 岁的她能够使用自适应通信设备提出请求,并使用经过修改的手语。研究人员跟踪了科学文献,后来在亚洲和欧盟发现了另外三名个体,他们具有相同的 G256W 变异,并且症状与美国患者相似。这一观察性研究部分使团队能够指定要在实验室建模的特征。
研究小组使用分子、细胞和体内方法检查了 G256W 变体的结构和致病性。他们根据报道的 KCNQ2 通道和其他类似通道蛋白的冷冻电子显微镜结构模拟了 G256W 变体的结构后果。