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阿尔茨海默病基因表达谱与调控网络研究新进展

2017年10月20日 浏览量: 评论(0) 来源:中国科学院昆明动物研究所 作者:中国科学院昆明动物研究所 责任编辑:admin
摘要:近日,痴呆研究领域重要期刊《Alzheimer's & Dementia》刊发了中科院昆明动物研究所姚永刚课题组题为“A systematic integrated analysis of brain expression profiles reveals YAP1 and other prioritized hub genes as important upstream regulators in Alzheimer's disease”的研究发现。该研究利用整合分析的方法,总结了阿尔茨海默病的脑组织基因表达谱及其遗传易感基因名录,并搭建了AlzData 数据库,以促进AD研究领域相关数据的共享和利用。

AD (俗称老年痴呆)是发生在老年前期与老年期的一种常见的神经退行性脑病,主要表现为认知和记忆功能逐渐丧失。其发病率随着年龄增长而显著增加。随着世界老龄化进程的加剧,全世界的AD患者数量急剧增长。在我国,AD导致的社会经济负担日益沉重。除年龄外,AD发病同时受遗传、环境和生活方式等影响,其中遗传因素是AD最重要的风险因子之一。前人通过连锁分析发现早发家族型AD的风险基因APP、PSEN1和PSEN2,而近期的大规模全基因组关联分析(genome-wide association studies, GWASs)则发现了约20个晚发散发型AD的遗传易感基因。虽然AD的遗传研究近年来取得了巨大的进展,但遗传风险如何影响AD的发生发展,目前还不是完全清楚。 

基因表达是一种介于基因型(genotype)和表型(phenotype)之间重要的中间表型。现有GWAS发现的疾病风险位点约80%都位于基因组非编码区,这些位点很可能是通过调控基因表达,影响机体正常的基因调控网络,进而影响疾病的发生发展。因此,对AD表达谱的研究,能够增加我们对于AD遗传变异与AD发生之间关联的理解,并有望发现新的生物学标记和潜在的治疗分子靶标。现有的AD表达谱分析,由于采用的数据收集分析平台差异、样本数大小不同等问题,得到的结果不尽相同。在姚永刚研究员指导下,博士研究生徐敏和张登峰博士等对报道的AD脑组织表达谱数据进行了全面系统的整合分析,以探究AD发展过程中基因表达谱及调控网络的改变,寻找AD发生过程中起关键节点作用的上游调控因子。他们收集了目前为止最大的AD相关脑区表达数据集并进行整合分析,获得了稳健的AD差异表达基因集,构建了精细的AD调控网络。利用涵盖多个AD相关组学数据,如GWAS数据、大脑eQTL数据、蛋白-蛋白相互作用预测数据以及AD小鼠模型数据等,他们进一步开展了趋同功能基因组(convergent functional genomics, CFG)分析,筛选得到在AD调控网络中的核心基因,以及在疾病发生早期起关键调控节点作用的上游调控因子,如发现Hippo信号通路重要的转录共激活因子YAP1。进一步功能实验表明,上游调控因子YAP1表达水平的变化,能够扰乱整个表达调控网络,从而促进AD的发生发展。该研究提示,在AD发病初期对上游调控因子进行干预,可能会是减缓或逆转AD发展的一种手段。他们同时还搭建了AD表达数据库AlzData (www.alzdata.org),将整合分析的结果全部展示,便于查询,以促进AD领域的数据共享与利用。

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