Междисциплинарная исследовательская группа под руководством профессора Джейсона Ченг Пуй-ина из кафедры ортопедии и травматологии Школы клинической медицины выявила общую причину подросткового идиопатического сколиоза (ПИС), наиболее распространенной формы деформации позвоночника, от которой страдают миллионы людей. подростков во всем мире.
Команда обнаружила, что вариации гена SLC6A9 могут вызывать идиопатический сколиоз , приводящий к дисфункции синаптической нейротрансмиссии и генераторов центральных паттернов (CPG). Это открытие было опубликовано в журнале Journal of Clinical Investigation .
АИС — распространенное заболевание скелета, характеризующееся боковым искривлением позвоночника более 10 градусов, которым страдают 3,5% подростков в возрасте от 10 до 18 лет в Гонконге. Оно ухудшается в период полового созревания и может привести к различным осложнениям, в том числе к нарушению сердечно-легочных функций, одышке, болям в спине, неровностям плеч и бедер и общему плохому косметическому состоянию.
Эти физические проблемы могут повлиять на социальное и психологическое благополучие пострадавших людей. В настоящее время варианты лечения ограничиваются фиксацией и инвазивной хирургией после развития заболевания. Профилактические вмешательства остаются недоступными, а их этиология неясна.
Методы исследования и результаты
Исследовательская группа исследовала генетическую основу и патогенетический механизм АИС на 1701 пациенте с АИС и 3219 контрольной группе из Университета Гонконга, Техасской детской больницы Шотландского обряда и больницы Пекинского медицинского колледжа в Пекине. Они выявили редкие варианты гена SLC6A9, ответственного за выработку белка под названием транспортер глицина 1 (GLYT1), который может приводить к нарушениям передачи и координации нервных сигналов.
GLYT1 играет решающую роль в регулировании уровня глицина в организме, что важно для правильной передачи нервных сигналов в позвоночнике.
Команда обнаружила, что эти идентифицированные варианты в SLC6A9 приводят к снижению активности поглощения глицина, что приводит к повышению уровня глицина и аберрантной глицинергической нейротрансмиссии. Для дальнейшей проверки своих выводов команда разработала новую модель рыбки данио с нарушенным геном SLC6A9, отражающую изменения генов, наблюдаемые у людей с AIS. У мутантных рыбок данио наблюдалось искривление позвоночника и дискоординация спинальной нервной активности, что напоминало симптомы, обнаруженные у пациентов с ОИС.
В исследовании HKUMed у мутантных рыбок данио наблюдалось искривление позвоночника и нарушение координации спинальной нервной активности, что напоминало симптомы, обнаруженные у пациентов с ОИС. Это открытие предполагает, что SLC6A9 является основной причиной AIS. Фото: Университет Гонконга.
Команда также исследовала роль CPG — нейронных цепей в спинном мозге, ответственных за создание ритмических движений, таких как ходьба или дыхание. Они обнаружили, что избыток глицина, вызванный мутантным GLYT1, может мешать нормальной функции CPG, потенциально способствуя развитию AIS.
В ходе дальнейшего изучения потенциальных профилактических методов лечения команда протестировала бензоат натрия, нейтрализатор глицина, используемый в клинических целях для лечения пациентов с глициновой энцефалопатией, на мутантных рыбках данио. Результаты показали, что бензоат натрия может умеренно уменьшить тяжесть искривлений у рыбок данио, что позволяет предположить, что он может стать потенциальной профилактической терапией для пациентов с ОИС с высоким уровнем глицина .
Случаи АИС
Среди пациентов, участвовавших в исследовании, мисс Лэм и мисс Лоу сыграли особую роль в успехе исследования. Оба они пережили тяжелый сколиоз в подростковом возрасте и прошли хирургическую коррекцию сколиозных деформаций в детской больнице герцогини Кентской.
Впоследствии у 61% членов семьи мисс Лэм и 50% членов семьи мисс Лоу также развился сколиоз, некоторым из которых потребовалось хирургическое вмешательство. Эта мутация SLC6A9 имеет аутосомно-доминантный тип, который был обнаружен у многих вовлеченных членов их семей.
У ИИ нет общепринятой этиологии, что затрудняет раннее вмешательство. Хотя известно, что генетические факторы играют значительную роль в развитии АИС, наследственность и причинные механизмы остаются неясными.
«Наши исследовательские усилия по выявлению генетических вариантов, связанных с АИС, могут помочь заполнить пробелы, что приведет к целенаправленному лечению и персонализированной медицине для АИС», — сказал профессор Джейсон Ченг Пуй-ин, председатель и клинический профессор кафедры ортопедии и травматологии Школы хирургии. Клиническая медицина, ХКУМед.
Это открытие исследовательской группы HKUMed не только проливает свет на генетические факторы, способствующие развитию АИС, но также открывает путь для разработки новых диагностических методов и потенциальных профилактических методов лечения. «При дальнейших исследованиях и клинических испытаниях полученные результаты могут произвести революцию в лечении АИС и значительно улучшить жизнь подростков, страдающих от этого заболевания», — добавил профессор Чунг.
