新知》大腦發育致病33個基因 陽大研究團隊找到了


2018-08-08 16:52

〔記者林惠琴/台北報導〕大腦發育致病基因找到了!陽明大學研究團隊利用「跳躍基因」(transposon)、加速腦部基因突變,揪出可能影響大腦發育的33個基因,未來可望開發檢測套組,預先發現關鍵基因是否異常、研發藥物改善,降低發病機率,相關研究已刊登在國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)上。

「跳躍基因」最早由諾貝爾獎得主Barbara McClintock在1950年代研究玉米時,發現玉米粒有不同顏色是因基因具有「跳躍」現象,不會乖乖地待在固定基因序列中。隨後在許多動植物體內也發現一樣情況,被認為可造成基因改變或重組,進而影響生物演化與突變。

陽明大學腦科學研究所副教授蔡金吾表示,不少新生兒大腦發育疾病,因為大腦皮質發育缺陷相關因素,進而造成癲癇、智能不足、發展遲緩、運動障礙、自閉症等,已被證實與基因有關,但人類有2萬多個基因,要如何找出致病基因,一直是科學界的困境。

蔡金吾指出,假設人類的基因庫是一本書,跳躍基因是一個字串,隨機塞入某一頁,若不影響內容,代表放入的非關鍵,若影響內容,代表放入的這一頁是關鍵,一旦發生問題,就會影響解讀。

運用這個觀念,蔡金吾的研究團隊決定主動創造基因突變,先從毛毛蟲取出與基因改變或重組有關的跳躍基因,再植入鼠腦神經幹細胞誘發基因突變,成功觀察到部分基因突變對神經細胞生成、分化、遷移與連結造成影響,進而影響鼠腦發育,共找出33個可能相關的基因。

鼠腦發育過程、多數基因與人類相同,因此蔡金吾的研究團隊在找出這33個可能影響鼠腦發育的基因後,再由台北榮總神經醫學中心,進一步與6名罹患癲癇孩子的腦部基因比對,結果發現部分突變基因吻合,甚至在手術處理異常部分後,有些孩子不再發作,或是搭配藥物明顯改善。

蔡金吾強調,精準醫療時代來臨,未來希望可找出更多與大腦發育疾病有關的基因,若順利的話,最快有機會1、2年內就開發出檢測套組,有利於及早發現基因突變,並進一步研發藥物,以降低發作機率。

  • 陽明大學腦科學研究所副教授蔡金吾說明研究方法與發現。(記者林惠琴攝)

    陽明大學腦科學研究所副教授蔡金吾說明研究方法與發現。(記者林惠琴攝)

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