《Science:我国科学家鉴定出有助调节血液胆固醇水平的LIMA1基因突变》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-06-10
  • 在一项新的研究中,来自中国科学院大学、武汉大学、新疆医科大学附属第一医院、上海科技大学和中国科学院上海生命科学研究院的研究人员鉴定出一种至少部分地负责调节血液中的胆固醇水平的基因突变。相关研究结果发表在2018年6月8日的Science期刊上,论文标题为“A LIMA1 variant promotes low plasma LDL cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorption”。在这篇论文中,这些研究人员描述了他们如何追踪编码参与这个过程的一个关键蛋白的基因发生的突变。

    正如这些研究人员指出的那样,低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)能够堆积在动脉中,从而导致心脏病和中风。出于这个原因,了解是什么导致这一点是有所帮助的。之前的研究已表明遗传因素在摄取含有LDL-C的食物会发生什么结果中起作用。但是,哪些遗传因素导致LDL-C在某些人的动脉中更多地堆积而在其他人的动脉中更少地堆积?在这项新的研究中,这些研究人员试图更多地了解这些遗传因素。

    这项研究着重分析一个家庭的基因,这个家庭除了一个成员之外都具有异常低的血液LDL-C水平。这些研究人员能够分离出一种特定的基因突变,这种突变使得这个成员与这个家庭的其他成员与众不同:LIMA1基因突变。基于这一结果,他们随后对来自我国哈萨克族的508人---已知这些人具有低水平的血液LDL-C---进行基因测试。他们着重分析的这个家庭也来自我国哈萨克族。对这些数据的分析结果表明那些具有较低血液LDL-C水平的人也携带这种相同的基因突变,而那些没有携带这种突变的人具有正常的血液LDL-C水平。更加密切的研究发现这种基因突变负责产生一种他们称之为LIMA1的蛋白。这些研究人员推测,这种蛋白是LDL-C的一种调节剂。

    为了更多地了解关于LIMA1的信息,这些研究人员利用小鼠进行了研究,结果发现这种蛋白似乎在小肠中表达。他们还提出能够合成出这种蛋白,这可能导致人们开发出降低人体内的胆固醇水平的药物,并且有望降低患上心血管疾病的风险。

  • 原文来源:http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1087
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 日前,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学Perelman医学院的研究人员通过对猕猴进行研究发现,利用基因编辑使其机体中名为PCSK9的蛋白失活或许能够有效降低猕猴机体的胆固醇水平,这项研究中研究人员首次利用基因编辑技术对大型动物模型进行研究发现了与临床疾病相关的基因表达水平的降低,基于本文研究结果,后期研究人员或许有望开发出新型疗法治疗对PCSK9抑制剂并不会耐受的心脏病患者,同时这种药物/疗法也能用来抵御机体的高胆固醇水平。 正常情况下,PCSK9蛋白能够抑制受体对肝脏中过量的有害胆固醇进行移除,在临床中,抑制PCSK9的水平就能够降低人类机体中有害胆固醇的水平。然而,某些高胆固醇血症患者却不耐受这些药物,这就提示,基因编辑或许能作为一种治疗高胆固醇血症患者的手段。研究者Lili Wang博士说道,大部分患者都会反复注射PCSK9抗体来治疗疾病,这项研究中我们发现,利用基因编辑技术就能够让那些对抑制药物不耐受的患者不再需要这种疗法进行治疗了。 文章中,研究人员对归巢核酸内切酶(meganuclease)进行工程化修饰,使其能够特异性地识别并且失活PCSK9基因,随后研究者利用腺病毒载体(AAV)来携带归巢核酸内切酶干扰灵长类动物肝脏中的PCSK9基因。研究者发现,在利用中等和高剂量AAV载体治疗的动物机体中,PCSK9的水平下降了45%-84%,而且有害胆固醇的水平也下降了30%-60%,且其具有一定的临床相关性,能够稳定减少。 对肝脏活组织分子分析结果表明,基因编辑能够诱发PCSK9基因中出现40%-65%的突变,更为重要的是,本文中使用的AAV载体剂量能够在治疗血友病患者的临床试验中安全有效地使用。研究者James M. Wilson博士表示,当我们将AAV与工程化修饰的归巢核酸内切酶进行配对用于编辑时,就能在非人类的灵长类动物中获得令人印象非常深刻的数据,我们利用了30多年的基因疗法经验,推动了在体内进行基因编辑的转化科学研究,同时还能强化在非人类灵长类动物中进行的早期研究以评估疗法的安全性和有效性。 后期研究人员还需要进行更为深入的研究来减轻动物模型中的毒性作用以及脱靶效应的发生;除了高胆固醇血症患者以外,本文研究数据还能提示研究人员可以利用相同的技术开发治疗因多种其它基因突变所诱发的广谱性肝脏代谢疾病的新型疗法。
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    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-07-17
    • 在国家自然科学基金项目(项目批准号:31430044、81260041、U1403221)等资助下,武汉大学宋保亮教授与新疆医科大学马依彤教授团队在胆固醇代谢机制方面研究取得重要进展。研究成果以“A LIMA1 Variant Promotes Low Plasma LDL Cholesterol and Decreases Intestinal Cholesterol Absorption”(LIMA1基因变异减少小肠胆固醇吸收并降低血浆低密度脂蛋白胆固醇水平)为题,于2018年6月8日在Science(《科学》)上在线发表。武汉大学宋保亮教授和新疆医科大学马依彤教授为共同通讯作者,武汉大学张莹钰博士、新疆医科大学付真彦教授与武汉大学魏健博士为共同第一作者。论文链接:http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1087.full。   该研究发现哈萨克族饮食习惯以牛羊肉、奶制品为主,但患有冠心病的病人比汉族、维吾尔族少。新疆心血管疾病风险调查时,发现一个哈萨克族血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平降低的家系,并对该家系中低水平的和正常的LDL-C成员进行全外显子组测序,鉴定出LIM Domain and Actin Binding 1(LIMA1)基因的一个杂合移码缺失突变K306fs(LIMA1: NM_001113546: exon 7: c. 916_923 del: p. K306fs)和血浆低LDL-C水平有关。通过用气相色谱-质谱测定该家系成员血浆中芸苔甾醇:7-烯胆烷醇(Ca: L)的比值,发现携带LIMA1-K306fs突变成员的小肠胆固醇吸收降低。为揭示LIMA1蛋白参与胆固醇吸收的分子机制,通过动物实验首先证实LIMA1蛋白在小鼠小肠组织高表达,并发现LIMA1基因缺失导致小鼠胆固醇吸收减少、血浆胆固醇水平降低,能够抵抗饮食诱导的高胆固醇血症。小鼠小肠免疫荧光染色实验表明LIMA1、NPC1L1和myosin Vb蛋白在小肠绒毛上皮细胞刷状缘膜上存在共定位。细胞水平研究发现LIMA1蛋白参与NPC1L1蛋白从内吞循环体(Endocytic Recycling Compartment,ERC)向质膜(Plasma Membrane,PM)的细胞内转运过程。结果表明LIMA1蛋白介导NPC1L1蛋白和myosin Vb蛋白相互作用,从而参与NPC1L1蛋白的细胞内转运,阻断LIMA1和NPC1L1的结合可以抑制NPC1L1介导的胆固醇吸收。该研究证实LIMA1是调节胆固醇吸收的关键蛋白,为研究降胆固醇药物提供了新靶点。 ——文章发布于2018-07-09