簡介
在20世紀80年代初,人們發現了引起亨廷頓症的基因線索,當時正值新形態的分子遺傳學的起步階段,研究人員不久就遇到了一連串兒的麻煩,使這項研究變得更具有挑戰性和令人無法抗拒的魅力,也因此吸引了許多傑出的生物學家。
令科學家們感興趣的是,引起這種疾病的基因突變與他們不久前在引起其他疾病的基因中所見到的一樣。那是一種分子摺疊反應,其中一小段基因被反常地延長開來,並不斷地發生重複。研究人員說,在把這種突變作為一種準確預見疾病的方法前,還要做大量的工作。發現了致病基因,並不意味著就找到了治癒這種病的方法。但這一發現對破解亨廷頓氏舞蹈症之謎提供了實質性答案。這一研究成果被發表在《細胞》雜誌上,其成就是令人信服的,因為它的發現者是亨廷頓症聯合研究組。這是一次罕見的持續性科學界合作行動,參與研究的6個實驗室分別設在美國、英格蘭和威爾斯,這些實驗室共同分享彼此的研究資料和構想。這種精神病在人的幼年期和少年期就開始有表現,但病狀並不明顯,到了成年期各種症狀就會一齊出現:行為失常、身體各部分不自覺地動作、精神混亂、神經衰弱,甚至死亡。亨廷頓氏舞蹈症患者走路不穩,說話含糊,常被人誤認為喝醉了酒。研究人員懷疑—些塞勒姆的巫婆曾患有這種病。這種疾病是由於維持生命體基本活動的腦神經節內神經的大量死亡引起的,這一區域正控制著人的行動和認識。儘管這種病並不多見,還是成為了公眾矚目的焦點,這在一定程度上也是由於對這種基因研究的公開化
病因主要是家族遺傳或者基因受到外部刺激而發生突變。只要自雙親任一方遺傳缺陷的基因,皆會表現出病徵。病徵主要表現為:1.情緒異常,變得冷漠、易怒或憂鬱。2.手指、腿部、臉部或身體出現不自主動作。3.智力衰減,判斷力、記憶力、認知能力減退。一般來說,導致患者死亡的原因是因為突然跌倒或者感染其他併發症。
該病以運動障礙、痴呆和精神行為異常為主要臨床表現。90%的亨廷頓病患者中,舞蹈樣動作是最常見的運動障礙。舞蹈動作常自肢體遠端開始,病情進展時逐漸發展為全身性並影響隨意運動。其病理改變包括神經元缺失和神經膠質增生,主要見於大腦皮質和紋狀體。
臨床診斷
本病的臨床診斷有賴於病人同時有舞蹈病,認知功能減退,精神行為異常和亨廷頓基因有不穩定的CAG重複。當重複次數超過42時,該病可確診。HD是典型的常染色體顯性遺傳病,外顯率較高。由於HD基因的突變率低,因此HD病人往往具有相同的突變起源,發病呈家族聚集性。現代分子遺傳學的研究表明,HD基因位於4號染色體(短臂1區6帶)上,表達產物為亨廷頓蛋白。該蛋白分子量為348KDa,在人體組織中幾乎所有的細胞漿內均有分布。實驗表明,敲除Huntingtin基因的生物會出現神經退化性反應。因此亨廷頓蛋白對維持細胞的生存是必須的,但是它的具體生理功能尚不清楚。
發病機理
美國和挪威科學家合作研究發現,細胞在進行DNA(脫氧核糖核酸)修復過程中出錯,可能是觸發亨廷頓舞蹈病的主要原因。研究人員希望這一發現能幫助找到亨廷頓舞蹈病的療法。亨廷頓舞蹈病是一種遺傳性腦病,症狀表現為舞蹈性運動以及認知和行為障礙,目前尚無有效療法。研究小組在最新一期英國《自然》雜誌上報告說,他們通過基因工程方法將人類的“亨廷頓”變異基因導入實驗鼠體內。研究發現,實驗鼠大腦細胞在修復受損DNA過程中,會慢慢變得“力不從心”,於是大腦的受損逐漸累積,最終表現出亨廷頓舞蹈病的各種症狀。
研究人員解釋說,氧化過程損害DNA,而細胞通過DNA修復酶盡力清除DNA所受損傷。通常情況下,體內這種DNA受損與修復過程十分常見。而在亨廷頓舞蹈病致病基因影響下,DNA修復酶起初還能盡力檢查DNA損傷並努力修復,但時間一長,DNA損傷數量越來越多,超出了細胞修復系統的能力範圍,直至引發疾病。研究負責人、美國梅奧診所藥理學教授辛西婭·麥克默里解釋說,DNA及其正常的修復功能受到破壞實際上觸發了亨廷頓舞蹈病,也可以解釋這一疾病的症狀為何會隨著時間的推移加重。另外,這一研究也提醒醫學研究人員應更加重視研究氧化過程對人體的影響。
亨廷頓舞蹈病的發病人群大多為中年人。據統計,僅美國就有約3萬人受亨廷頓舞蹈病困擾,患者最終變得不能說話、走路、吞咽,直至死亡。該病在中國的發病率很低,僅為(5-10)|100000。該病好發年齡為40至50歲,多數在患病後15至20年死亡。
治療
目前藥物可以控制、減緩情緒波動和動作問題,但無法徹底根治該疾病。在這裡就對亨廷頓舞蹈症潛在的治療方法進行簡要介紹。
① 膽汁酸明尼蘇達大學基恩等人選擇了一組攜帶亨廷頓舞蹈病致病基因,且呈現發病症狀的病鼠和一組健康鼠進行對比測試,結果顯示,接受膽汁酸注射治療的病鼠比未接受注射病鼠的能力強一半,且與健康鼠幾乎沒有區別。大腦檢查還發現,注射了膽汁酸的病鼠腦神經細胞死亡數比未接受注射的病鼠明顯要少。亨廷頓舞蹈病目前尚無有效的治療方法,但目前已可以在胎兒出生前,檢測其體內是否攜帶導致該病的變異基因。如果今後研究能證明膽汁酸療法對人體也適用,且可以在患者年幼時對其腦神經細胞死亡起預防作用,那么將有可能實現對亨廷頓舞蹈病患者的終身防治。
② 剛果紅
剛果紅是醫學實驗中的一種常見的細胞標記染料。哈佛醫學院科學家進行的腦細胞組織培養實驗表明,剛果紅染料不僅能附著在異常蛋白質塊上,還能減緩蛋白質的積聚過程,用剛果紅處理過的腦細胞不易死亡。帶有亨廷頓氏舞蹈病基因的實驗鼠,接受剛果紅染料注射後,也較少產生神經功能障礙。 這一發現為治療亨廷頓氏舞蹈病提供了新思路,但還需進一步研究改進才能將這種方法用於臨床。剛果紅還被用於標記阿爾茨海默氏症、克雅氏症等腦病樣本中的異常蛋白,因此它也可能有助於防治這些疾病。
亨廷頓舞蹈病是由一個變異型亨廷頓基因(huntington gene)引起的,該基因可具有許多個胺基酸(稱作谷氨醯胺)拷貝的蛋白質。正常的亨廷頓蛋白含有10-25段谷氨醯胺序列。但如果有36段以上的谷氨醯胺序列時,該蛋白質的形狀即發生改變,並在神經元內形成大的叢群。這將殺滅大腦紋狀體部位的這些細胞,從而導致特有的協調力喪失和痴呆症。
亨廷頓蛋白質群通過“綁架”細胞的其他蛋白質而引致細胞混亂。巴爾的摩Johns Hopkins大學的兩個研究小組發現了被稱作CBP的蛋白質易受攻擊的原因,該蛋白對傳送有助於神經細胞生存的信號來說是必不可少的。因此,該研究小組創建了一種可剪斷的聚谷氨醯胺片段形式的CBP。當研究小組創建了一種可剪斷的聚谷氨醯胺片段形式的CBP。當研究人員將其添加到培養的腦細胞(含有缺陷的亨廷頓蛋白)中時,改變的CBP可逃脫病態蛋白群的控制,且細胞得以倖存,這樣基本上就能完全阻止亨廷頓蛋白的毒性。實驗表明,CBP如同亨廷頓蛋白一樣,也包含一段較短的聚谷氨醯胺序列。這些序列相互吸引,使亨廷頓蛋白抓住CBP。
該研究小組需要證實這種方法能在活的大腦中起作用,而不僅僅是在細胞培養中起作用。與聚谷氨醯序列結合併阻止亨廷頓蛋白抓住CBP分子可防止疾病症狀的發生。同時,受CBP控制的基因在病態細胞中已被關閉。亨廷頓舞蹈病最早的體徵之一是正常的基因調節活性喪失。使感染的細胞產生額外的CBP時,儘管有集群形成,但這些細胞仍能倖存下來。提高CBP水平有可能是戰勝該疾病的另一條途徑。因此,亨廷頓蛋白群“綁架”其他蛋白有可能也對其他大腦退化性疾病(如帕金森病)起作用。