在赫尔辛基大学进行的一项研究中,研究人员发现了严重癫痫导致帕森罗素梗犬幼犬在几个月大时死亡的原因。PITRM1基因的变化可导致线粒体(细胞能量泵)的功能障碍。同时,在幼犬大脑中发现了淀粉样蛋白β积累以及与阿尔茨海默病相关的广泛神经变性。人类PITRM1基因的变化也会缓慢发展为严重的脑部疾病。


一些帕森罗素梗犬幼犬在6至12周大时突然发作癫。这种疾病来势凶猛,甚至在几个小时内,癫痫连续发作,无药可医。“所有生病的狗要么自发死亡,要么不得不安乐死。在组织水平上,神经元坏死或死亡神经元在死亡狗的大脑中被识别出来。在神经元中,我们观察到线粒体的拥挤,细胞能量泵以及淀粉样蛋白β阿尔茨海默病的典型积累。这种积累预计只在老狗身上发现,“赫尔辛基大学和Folkhälsan研究中心的Docent Marjo Hytönen说。
在赫尔辛基大学的几个研究小组和国际合作伙伴的帮助下,从欧洲各地收集了样本,将疾病背后的基因缺陷确定为PITRM1基因。该基因编码一种对线粒体功能很重要的酶。由于线粒体负责细胞能量代谢,因此是细胞功能的关键。
“在这项研究中,我们确定了来自374个品种的近30,000只狗中存在该变异,仅在Parson Russell Terriers中鉴定出基因缺陷。幸运的是,载波频率很低,只有5%。这些发现将立即使狗受益,因为基于结果提供的基因测试有助于识别携带者并避免繁殖它们以产生生病的幼犬。我们之前已经报告了研究中测试的大约700只狗的基因测试结果,“赫尔辛基大学的Hannes Lohi教授说。
与帕森罗素梗犬相关的疾病是一种隐性特征,该缺陷仅在该特定品种中发现。
“PITRM1蛋白是一种线粒体清洁剂,可以分解不必要的蛋白质片段以及有害的淀粉样蛋白β。这些物质在线粒体中的积累会干扰它们的功能,而神经元尤其不能忍受缺乏的细胞呼吸,这解释了狗的早期神经变性。基因缺陷导致PITRM1酶中两个氨基酸的消失,并抑制其正常运作,“Hytönen说。
在人类中,同一PITRM1基因的变化也会导致神经变性,导致小脑共济失调,伴有精神和认知异常。
“人类疾病进展较慢,但临床情况和机制相似。我们的犬类研究证实了PITRM1对线粒体和神经元功能的重要性,也加强了线粒体功能障碍与神经变性之间的联系。目前,很少有人类患者被诊断出患有这种疾病,这使得犬类模型在理解它方面具有开创性,“Lohi教授说。
来源:https://www.helsinki.fi/en
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