基因新闻 第50页

2018年3月11日 讯 /生物谷BIOON/ –日前，一项刊登在国际杂志Molecular Psychiatry上的研究报告中，来自加州大学圣地亚哥分校和圣地亚哥医疗保健系统的科学家通过研究发现了能够诱发睡眠问题的特殊基因，相关研究阐明了失眠症和诸如抑郁症等精神疾病（或2型糖尿病等疾病）之间的遗传关联。

图片来源：medicalxpress.com

20%至50%的美国退伍军人都有睡眠问题，而失眠症对机体健康的效应往往也是非常可怕的，其给整个医疗体系带来了巨大的压力；慢性失眠症常常与多种健康问题密切相关，比如心脏病、2型糖尿病、精神疾病（比如创伤后应激障碍和自杀等）；此前研究人员进行的两项研究结果表明，包括失眠症在内的多种睡眠相关问题的特征都具有一定的遗传性，基于这些研究发现，研究人员就开始咨询招影响个体睡眠的特殊基因突变。

研究者Murray Stein表示，这些研究非常重要，因为其能够帮助我们阐明人们遭受失眠症及不同睡眠问题的原因；更好地理解引发失眠症的分子机制对于后期开发治疗睡眠问题的新型疗法至关重要。

这项研究中，研究人员利用全基因组关联性研究（GWAS）对参与了美国STARRS风险研究中超过33，000名士兵的DNA样本进行分析，相关数据来自于欧洲裔、非洲裔及拉丁裔士兵，研究人员将其单独分组来鉴别特殊祖先谱系的影响因素，随后研究人员将最新两项研究的结果与英国生物样本库中的数据进行对比分析。研究结果表明，失眠症存在部分可遗传的风险，此外研究者还发现了失眠症和2型糖尿病的明显遗传关联，在欧洲裔的参与者中，个体的失眠症还和重度抑郁症存在一定关联。

研究者Stein说道，失眠症和其它精神疾病（重度抑郁症）、身体疾病（2型糖尿病）之间的遗传性关联还阐明了这些共同发生疾病所具有的共同遗传特性；研究者指出，失眠症和7号染色体上的特殊遗传突变的出现直接相关，在欧洲裔参与者中其差异则表现在9号染色体上，比如7号染色体上的突变体就接近于AUTS2，该基因和酒精消耗、大脑发育和睡眠相关电信号的传输直接相关。

最后研究者表示，如今我们知道不同位置和通路中存在的多个遗传突变都和睡眠及生物钟直接相关，诸如失眠症关联性基因位点或能帮助研究人员阐明包括精神疾病和代谢性疾病等多种疾病背后的遗传风险。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Murray B. Stein, Michael J. McCarthy, Chia-Yen Chen, et al. Genome-wide analysis of insomnia disorder. Molecular Psychiatry (2018) doi:10.1038/s41380-018-0033-5

Ionis Pharmaceuticals与其子公司Akcea Therapeutics近日宣布，Ionis全球独家授权许可Akcea进行inotersen和AKCEA-TTR-LRx（前IONIS-TTR-LRx）两项药物的开发和推广，该协议总值达17亿美元。

通过利用Ionis的前期准备以及Akcea的商业基础和布局，此次协议旨在强化产品成功上市的能力。新组合的Akcea团队正准备在美国和欧盟上市Inotersen，该药物预计计划于2018年中批准，用以治疗遗传性甲状腺素运载蛋白淀粉样变性（hATTR）——一种系统性、进行性和致命性的疾病。这种疾病是错误折叠的转甲状腺素蛋白（TTR）的蛋白质基因突变的结果。这导致聚集在神经，心脏和胃肠道中的淀粉样蛋白原纤维的形成。这种疾病影响着全球约50，000人。

两家公司也在研发用于治疗遗传和野生型ATTR的AKCEA-TTR-LRx。AKCEA-TTR-LRx计划于2018年进入临床。

根据协议，Ionis将收到Akcea的1.5亿美元预付款。美国和欧盟监管机构的批准将推动Ionis收到5000万美元和4000万美元的里程碑付款。Akcea可以选择使用股票而不是现金支付预付款和相关费用。此外，该协议还有另外13亿美元的里程碑款项。

Ionis首席执行官兼董事长Stanley T. Crooke 博士说：“此次合作反映了我们对inotersen价值的信心，并体现了我们利用商业分支机构进行药物商业化的战略，使Ionis的核心专注于创新和反义基因疗法的研发管线。这一合作将有利于Ionis-Akcea团队迅速将药物推向急需这种治疗的患者。我们与Akcea的合作将使inotersen和TTR产品的价值最大化。”

Akcea Therapeutics首席执行官Paula Soteropoulos女士说：“这项合作对Akcea来说具有转型意义。增加两种潜在的、改变生活质量的疗法——inotersen和AKCEA-TTR-LRx，扩大了我们的研发管线。Akcea以患者为中心的商业模式和我们的专注及专业有益于推动Inotersen的成功上市。我们已经配备了我们的能力和团队，致力于成为罕见病领域的领先企业。”(生物谷Bioon.com）

2018年3月27日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –最近，科学家们找到了一种能够促进大脑机能恢复的关键基因，该发现或许有助于治疗中分以及脊髓损伤等疾病。

最近这项由来自UT西南医学中心O’Donnell脑科学研究所的做出的研究表明，大脑星形细胞中一种基因的开启能够帮助脑细胞快速地从损伤中恢复。

（图片来源：Meifan Amy Chen, Ph.D. UT Southwestern）

根据该研究的作者，来自UT西南医学中心的神经学系主任Mark Goldberg博士的说法，这项研究虽然主要检测了脊髓损伤的情况，但对于一系列其它大脑损伤同样具有借鉴意义。

“我们都知道星形细胞能够帮助大脑以及脊髓从损伤中快速修复，但我们并没有充分理解这些细胞激活的机制。如今，我们能够分析细胞活性开启或关闭是否能够促进伤愈的过程”。

这项发表在《Cell Reports》杂志上的文章发现星形细胞中的LZK基因能够促进胶质细胞增生。在这一过程中，星形细胞能够在受损神经元周围增殖并且结痂。

科学家们敲除了星形细胞中的LZK基因后，发现该类细胞的损伤反应受到了限制，而且脊髓的伤口明显增大。此外，通过在受损伤小鼠体内过表达上述基因则能够激活星形细胞，表明LZK基因参与了胶质细胞增生的过程。

当然，针对这一结果还需要更多的实验去证实，包括疤痕组织的形成是否会加快神经元的恢复，以及这一过程是否会影响神经元的连接性。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Gene therapy may help brain heal from stroke, other injuries

2018年4月11日 讯 /生物谷BIOON/ –日前，一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中，来自牛津大学的研究人员通过研究在女性机体中鉴别出了一种特殊基因和新型脂肪细胞的产生及定位直接相关，随后该基因还会增加女性个体患2型糖尿病的风险。

图片来源：Shutterstock

文章中，研究人员检测了KLF14基因给机体健康带来的效应，他们发现，控制KLF14基因的基因突变或许对机体整体体重影响不大，但却对机体体内脂肪储存的部位有着显著的影响，在女性机体中，这种基因常常会导致脂肪有限沉积在臀部周围，而不是下腹部，从而就能保护机体抵御肥胖症的发生。

KLF14基因的不同突变常常会影响脂肪细胞的发育，同时还会对脂肪细胞的尺寸产生显著影响，在携带该基因的女性机体中，该基因常常会增加个体患糖尿病的风险，而且单一的脂肪细胞尺寸较大，且充满着脂肪，这似乎是因为这样的细胞在一开始时数量就比较少，因此这些细胞常常在最后就会吸收更多的脂肪，从而就会造成更多无效不健康的脂肪细胞产生，从而促进个体更易于患上糖尿病。

研究者表示，这项研究中他们阐明了这些基因突变的效应对于女性尤为特殊，不仅如此，从母亲遗传下来的该基因也是非常活跃的，在那些从母亲机体中继承了该基因风险“版本”的女性中，这种影响似乎会增加这些女性30%患糖尿病的风险。本文研究或为研究人员提供了糖尿病发生的部分机制，同时还阐明，脂肪组织、肝脏及胰腺的产胰岛素细胞中所出现的异常似乎也与个体患糖尿病相关，此外相关研究结果或能帮助研究人员未来开发出治疗并抑制糖尿病发生的新型疗法。

研究者Kerrin Small表示，这项研究或能帮助我们对一系列遗传数据进行最完整的理解，如今对KLF14基因的研究就能帮助我们理解该基因在体内的功能，以及其被调控的分子机制。研究人员希望基于本文研究结果，后期他们或能进行深入研究理解为何该基因的突变会影响人们患糖尿病的风险，从而为开发糖尿病的新型预防和治疗性疗法提供新的希望和思路。

我们都知道，体重过重会增加2型糖尿病的风险，但本文研究却指出，并非所有的脂肪都是一样的，储存在机体中过量的脂肪会明显影响人们的患病风险，如今研究者所鉴别出的KLF14基因就能够帮助确定女性机体中过量的脂肪是储存在臀部周围还是腹部周围。该基因的突变似乎会以相同的方式在不同人群中发挥一定效应，本文研究强调了采取整体性方法的重要性，因为其能帮助研究人员理解病因，同时阐明不同组织和不同性别机体中基因的功能。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Kerrin S. Small, Marijana Todorčević, Mete Civelek, et al. Regulatory variants at KLF14 influence type 2 diabetes risk via a female-specific effect on adipocyte size and body composition. Nature Genetics volume 50, pages572–580 (2018)
doi:10.1038/s41588-018-0088-x

地中海贫血（β-thalassemia）是一种单基因突变引起的遗传性疾病，它损害机体产生血红蛋白关键成分的能力，从而影响氧气输送到器官和组织。患有最严重β-地中海贫血的人需要终身定期接受输注红细胞和去铁治疗。

异基因造血干细胞移植是目前一种可以治愈地中海贫血的方法，但供体可用性和移植相关风险限制了它的使用。自体造血干细胞移植加基因治疗是另一种有希望治愈患者的办法。这种疗法不受限于供体，也没有移植细胞被排异和移植物抗宿主病的风险。但自体造血干细胞移植和基因治疗仍需要进一步增加载体转染造血干细胞效率，提高慢病毒或逆转录病毒载体的安全性，和完善自体造血干细胞移植的条件和程序。

世界首例地中海贫血基因治疗

世界上第一例针对地中海贫血的基因治疗的临床试验是2006年在法国进行的，由Philippe Leboulch博士和Marina Cavazzana博士等国际化研究团队所领导。接受基因治疗的地中海贫血男性患者当时18岁，患有β型地中海贫血症。他从3岁开始输血，严重时每个月都要输血。

在基因疗法试验中，研究人员先利用患者自身的骨髓造血干细胞培养出包括红细胞在内的血液细胞，然后使用病毒作载体，将无缺陷的基因引入到这些细胞中，再用化学手段去除多余细胞，只留下基因缺陷得到修正的红细胞，最后将这些红细胞移植回患者体内。

结果显示，患者自身生成正常红细胞的能力逐渐上升，在接受治疗一年后就不再需要输血了，现在该患者虽然仍有轻微贫血症状，但迄今已经不需要输血，并且已经有了一份全职的厨师工作，这说明基因疗法取得了初步成功。

研究结果于2010年以题为“Transfusion independence and HMGA2 activation after gene therapy of human β-thalassaemia”发表在《自然》杂志上。

输血依赖型β-地中海贫血患者基因治疗

如今，这个国际化研究小组再次合作，进一步改进了试验（主要是病毒载体方面的改进），阶段性结果于2018年4月19日以题为“Gene Therapy in Patients with Transfusion-Dependent β-Thalassemia”发表在《新英格兰医学杂志》上。

在预先确定了β-珠蛋白（βA-T87Q）基因的慢病毒载体可替代β地中海贫血患者的长期红细胞输注后，Leboulch希望评估这种基因疗法对输血依赖性β地中海贫血患者的安全性和有效性。

“我们一直希望我们的研究成果能让病人受益，” Leboulch说， “我们已经通过临床前模型以及原理验证阶段的工作，现在可以评估其对这种疾病患者的有效性。”

在新发表NEJM的研究中，Leboulch、Cavazzana及其同事与国际临床研究人员合作，纳入22位输血依赖型地中海贫血患者（12-35岁），治疗地点分布在美国、泰国和法国。

具体来说，在两个1-2期研究中，研究人员从他们身上获得了转导自体CD34+细胞，并用编码成人血红蛋白（HbA）的LentiGlobin BB305载体在体外转导细胞。然后在患者进行清髓预处理后再将细胞回输。

结果发现，输注基因修饰细胞后，13名非β-globin完全缺失（β0/β0表型）患者都停止接受红细胞输血。9例β0/β0表型或IVS1-110突变两个拷贝的患者，年平均输血量减少73％，3例患者中止输注红细胞。而且，没有与药物产品相关的严重不良事件。

Leboulch表示，“在大量病人的多中心试验中，我们看到试验结果的一致性。当然这种治疗方法还有改进的余地，我们希望看到，即便是最严重的疾病患者，也能消除其对输血的依赖。(生物谷Bioon.com）

2018年4月29日/生物谷BIOON/—不论是蠕虫、人类还是蓝鲸，所有的多细胞生物都是从单个细胞卵子开始的。这个细胞产生形成有机体所需的许多其他的细胞，而且每个新的细胞都是在合适的时间在合适的位置上产生的，从而通过与它的相邻细胞进行合作而精确地发挥它的功能。这一壮举是自然界中最引人注目的成就之一，而且尽管经过了几十年的研究，生物学家们还是对这一过程知之甚少。

如今，在三项具有里程碑意义的研究中，来自美国哈佛医学院和哈佛大学的研究人员报道他们如何系统性地对发育中的斑马鱼和热带爪蟾（Xenopus tropicalis）胚胎内的每个细胞进行分析，从而确定揭示单个细胞如何形成一个完整有机体的路线图。

这些研究人员利用单细胞测序技术追踪了胚胎生命的最初24小时内单个细胞的命运。 他们的分析揭示出当胚胎转变为新的细胞状态和类型时，哪些基因开启或关闭以及何时发生的完整图谱。总之，这些发现代表着在两种重要的模式生物中产生不同的细胞类型的基因“配方”目录，并且为研究发育生物学和疾病提供了前所未有的资源。这三项研究的结果于2018年4月26日同时在线发表在Science期刊上，论文标题分别为“Single-cell mapping of gene expression landscapes and lineage in the zebrafish embryo”、“Single-cell reconstruction of developmental trajectories during zebrafish embryogenesis”和“The dynamics of gene expression in vertebrate embryogenesis at single-cell resolution”。第一篇论文的通信作者为哈佛医学院的Sean G. Megason和Allon M. Klein。第二篇论文的通信作者为哈佛大学的Aviv Regev和Alexander F. Schier。第三篇论文的通信作者为哈佛医学院的Marc W. Kirschner和Allon M. Klein。

发育中的胚胎内的每个细胞都携带有机体的完整基因组。若要胚胎正确地发育，细胞必须在合适的时间里表达必需的基因。

Klein、Kirschner和及其团队开发出一种被称作InDrops的单细胞测序技术，从而能够每次一个细胞地捕获斑马鱼和热带爪蟾胚胎中每个细胞的基因表达数据。他们在24小时内的多个时间点收集来自这两种模式生物的成千上万个细胞的基因表达数据。

当胚胎发育时，为了绘制每个细胞的谱系图谱和确定标记着新的细胞状态和类型的基因表达事件的准确顺序，Klein团队和Kirschner团队开发了新的实验和计算技术，包括TracerSeq，即导入人工DNA条形码来追踪细胞之间的谱系关系。

在Schier领导的一项研究中，Schier团队利用一种被称作Drop-Seq的单细胞测序技术在高时间分辨率下研究斑马鱼胚胎12多个小时。通过与Regev合作，Schier团队利用一种他们称为URD的计算方法重建出胚胎发育中的细胞轨迹。

Schier团队分析了38000多个细胞，并开发了揭示当25种细胞类型发生特化时，它们的基因表达发生变化的细胞“家族树”。通过将这些数据与空间推理相结合，Schier团队还能够重建早期斑马鱼胚胎中的各种细胞类型的空间起源。

在这两种模式生物中，这些研究人员的发现都在很大程度上反映了之前对胚胎发育进展的了解，这一结果凸显了这些新方法的力量。但是这些分析在全面详细地揭示了让细胞从早期的祖细胞状态到更加特化的状态的一系列事件方面是史无前例的。

这些研究人员鉴定出很难检测到的细节，比如罕见的细胞类型和亚型，以及将新的高度特定性的基因表达模式与不同的细胞谱系相关联在一起。在多种情形下，他们发现比之前认为的更早出现的细胞类型。

对努力解决关于人类疾病的问题的科学家们来说，这些数据可能是有启发性的。比如，在再生医学领域，人们几十年来一直致力于将干细胞转化为特定的细胞类型以便替换存在缺陷的细胞、组织或器官。这些新获得的关于一系列促进特定细胞类型出现的基因表达变化的详细信息能够进一步推动这方面的研究工作。（生物谷 Bioon.com）

相关资讯：

1.Scientists reveal the genetic roadmap to building an entire organism from a single cell

2.Studies Show How Cells Differentiate at Life’s Beginning

参考资料：

1.Daniel E. Wagner, Caleb Weinreb, Zach M. Collins et al. Single-cell mapping of gene expression landscapes and lineage in the zebrafish embryo. Science, Published online: 26 Apr 2018, doi:10.1126/science.aar4362

2.Jeffrey A. Farrell, Yiqun Wang, Samantha J. Riesenfeld et al. Single-cell reconstruction of developmental trajectories during zebrafish embryogenesis. Science, Published online: 26 Apr 2018, doi:10.1126/science.aar3131

3.James A. Briggs, Caleb Weinreb, Daniel E. Wagner et al. The dynamics of gene expression in vertebrate embryogenesis at single-cell resolution. Science, Published online: 26 Apr 2018, doi:10.1126/science.aar5780

5月8日，中国科协召开座谈会，邀请专家共同探讨基因编辑与合成生物学的新进展、新趋势和新举措。全国政协副主席、中国科协主席万钢主持会议。中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏，中国科协党组成员兼学会学术部部长、企业工作办公室主任宋军出席会议。

中国科学院院士、中国科学院动物研究所研究员周琪，中国科学院院士、中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员赵国屏，中国科学院生物物理所研究员王江云，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员田志喜，中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室研究员高彩霞，天津大学副校长、教授元英进，中国科学院上海有机化学研究所研究员吕龙，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员周志华，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学，中国科学院深圳先进技术研究院研究员戴俊彪，中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员黄三文，华东理工大学教授杨弋，中国科学技术大学教授刘海燕，四川大学教授卢铀，深圳华大生命科学研究院合成与编辑研究所所长沈玥，常州胜杰化工公司博士苏衡，中国科学院北京基因组研究所助理研究员张聚等17位院士、专家参加会议。

与会专家重点围绕基因编辑与合成生物学对经济社会发展与国家安全、生命健康领域、农业生态发展的影响，以及对促进传统产业转型升级的作用等进行了深入探讨，并针对相关问题提出了意见建议。

万钢指出，近年来，合成生物学及基因编辑技术在国内外科技界受到广泛关注。其学科外延覆盖范围广、应用潜力巨大，有助于解决人类可持续发展所面临的重大挑战，在改变经济发展模式、促进传统产业升级过程中可能发挥重大作用。及时了解、准确把握国内外合成生物学的研究热点和发展趋势，提升我国现代化生物技术水平，抢占合成生物学研究制高点，对于我国把握发展机遇、实现前瞻谋划和战略布局具有重要意义。

万钢表示，中国科协关注合成生物学领域可能取得的创新进展和颠覆性突破，关注潜在的安全隐患及预防管控，也关注学科与产业融合带来新业态、新动能。合成生物学及其他领域的交叉融合，将为相关领域的研究提供崭新的理念与方法，从而推动新一轮的科技创新、产业发展和社会进步。

万钢希望参与座谈的院士、专家更多的关注和支持中国科协的工作，结合各自专业领域，充分表达意见观点，提炼政策建议，为推动我国在合成生物学领域的创新发展贡献智慧。(生物谷Bioon.com）

耶鲁大学遗传系张嘉玲博士（Jialing Zhang）和南方医科大学教授、耶鲁大学顾问潘星华博士（Xinghua Pan）等在PCM第一期发表综述：基于二代测序对癌症基因组异质性的研究推动癌症的精准治疗（Characterization of cancer genomic heterogeneity by next-generation sequencing advances precision medicine in cancer treatment）。文章利用TCGA数据库，结合靶向治疗的小分子药物和生物制药领域的最新进展，综述了肿瘤临床表型异质性、基因组异质性及其分子机制的认识进展，探讨了二代测序技术在肿瘤研究、诊断和治疗中发挥的重要作用。文章从肿瘤在不同个体之间和同一个体内部的细胞群演变的时空异质性角度探讨了抗肿瘤药物反应性及耐药性的分子机制，同时指出：基于群体细胞和单细胞组学技术进行个体基因组筛查和研究，了解肿瘤发生、发展过程中的特异性分子机制，积极推动了靶向抗肿瘤药物的研发和临床应用，也开启了肿瘤诊治的精准个体化医疗时代。（点击下方“阅读原文”可查看原文并免费下载PDF）。

图2：肿瘤异质性在肿瘤进展及转移中的作用。（a）肿瘤间及肿瘤内异质性；（b）两种异质性模式：克隆（随机）进化模式及肿瘤干细胞模式（CSC）；（c）肿瘤异质性对肿瘤进展及转移的贡献。

参考文献详见原文

张嘉玲博士简介

张嘉玲,耶鲁大学医学院博士后研究员，主要研究领域为肿瘤基因组学和基因编辑治疗技术（CRISPR-Cas9）应用研发，多能干细胞在造血及免疫细胞分化发育中的应用。张嘉玲博士先后在日本崎玉医科大学和美国NIH完成硕士和博士论文，主要从事肿瘤分子标记物筛选和小分子抗肿瘤药物机制研究，并参与TCGA头颈肿瘤课题计划和基因百科全书（ECODE）数据库中K562细胞的转录调控因子的基因编辑实验内容。 现任International Journal of Functional Informatics and Personalised Medicine杂志主编。

潘星华教授简介

潘星华，广州南方医科大学生物化学与分子生物学特聘教授、主任，广东省单细胞技术与应用重点实验室主任，耶鲁大学遗传系顾问，长期致力于遗传学和基因组学研究，近十余年来专攻单细胞组学核心技术创新及其应用。在PNAS、Nucleic Acids Res、Cell、Nature等杂志发表论文和专著近100篇，申请专利10余项,其中6项获得美国、国际授权。他是Nature Protocols等杂志评审专家，并兼任Single Cell Genomics专题主编及Precision Clinical Medicine 副主编等，因其研究成果曾获得PNAS Journal Club、GEN等采访。

Precision Clinical Medicine杂志简介

Precision Clinical Medicine（PCM）是四川大学华西医院与牛津大学出版社（OUP）合作出版的全英文医学专业期刊（点击本网站最下方”阅读原文”）。本刊为开放获取（OA）模式，目前免收作者发表费。编辑部承诺以最快速度处理稿件，并对每篇经审稿后接收发表的论文全方位推广，提升文章被引和作者影响力。欢迎投稿！

点击下方“阅读原文”可查看原文并免费下载PDF