GTDc1在甘氨酸代谢和神经发育障碍中的作用的进一步证据

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GTDc1 甘氨酸代谢 神经发育障碍 遗传因素 CNVs 表型

在近年来关于神经发育障碍（Neurodevelopmental Disorders, 简称NDDs）的研究中，科研团队发现了大量与NDDs相关的遗传变异，这些变异从单一核苷酸变异（Single Nucleotide Variants, SNVs）到结构大变化（例如染色体重排）不等。在这样的研究背景下，Edoardo Errichiello、Mauro Lecca、Chiara Vantaggiato等来自意大利帕维亚大学、因苏布里亚大学和其他机构的研究人员对一个特定的遗传因素——Glycosyltransferase-Like Domain Containing 1（GTDc1）基因与特定神经发育障碍之间的关联进行了深入探究。这项研究成果于2024年在《European Journal of Human Genetics》上发表，标题为“Further evidence supporting the role of GTDC1 in glycine metabolism and neurodevelopmental disorders”。

研究背景和意义

神经发育障碍影响了大脑的发育和功能，导致一系列的神经学和精神疾病表现。当前诊断NDDs的主要策略之一是通过识别相关的遗传变异，其中复制数变异（Copy Number Variants, CNVs）作为重要的遗传变异类型之一，约占NDDs遗传原因的15-20%。GTDC1基因编码一个糖基转移酶，该酶在神经系统中的表达特别丰富。研究团队前期已发现GTDC1基因的失调与全面发育延迟和语言及语言发展延迟有关。因此，他们希望通过对GTDC1基因新发现的变异在功能层面的研究，来进一步探索GTDC1基因突变对神经发育的影响，以及其与NDDs相关性的深层次机制。

研究方法与发现

研究团队借助染色体微阵列分析（CMA）和定量PCR等技术手段，发现了一个女性NDD患者2q22.3位置约67 kb的GTDC1内源性缺失，涉及该基因的第5-6个外显子。通过RNA测序和其他生物信息学工具的分析显示，这一缺失导致糖原/丝氨酸和细胞因子/趋化因子信号传导途径的表达变化，并伴随着丝氨酸和甘氨酸浓度的提高。

结论与意义

研究揭示了GTDC1下调在神经发育障碍中的潜在作用机制，特别是通过改变甘氨酸代谢进而影响NDDs的发生。此外，该研究扩展了GTDC1相关疾病的表型谱，将小头畸形和癫痫作为GTDC1功能丧失的临床特征。这一发现不仅有助于丰富我们对NDDs遗传基础的认识，还可能对未来的诊断和治疗提供新的视角。

研究亮点

  • 首次直接将GTDC1基因突变与特定NDD疾病的发生联系起来。
  • 提供了从基因变异到疾病表型的完整研究路径。
  • 强调了多组学方法在揭示复杂疾病遗传机制中的关键作用。

这项研究不仅为我们提供了关于GTDC1基因在神经发育中作用的新见解，也强调了在NDDs的诊断和治疗中，综合运用基因组学和功能基因组学方法的重要性。