科学家发现导致早衰和认知缺陷的新型遗传疾病

科学家定义了一种以早衰和大脑功能缺陷为标志的新型遗传疾病。研究团队使用基因组测序结合细胞重编程技术，确定了导致这种新发现疾病症状的基因突变，并研究了其致病机制。

研究人员追踪到该疾病源于IVNS1ABP基因的突变，该基因编码IVNS1ABP蛋白，即流感病毒非结构蛋白-1结合蛋白。此前对该基因和蛋白质的研究相对较少，从未有人将其与衰老生物学、早衰疾病或神经病变联系起来。

为了探索这种基因突变的影响，科学家从受影响患者身上获取了皮肤细胞样本，并将其重编程为诱导多能干细胞。这些细胞被诱导到比干细胞更成熟但尚未成为神经元或其他大脑或神经细胞的状态。在显微镜下，研究人员发现携带突变的患者来源细胞与未患病兄弟姐妹重编程的对照组相比，生长速度要慢得多。

这种缓慢的生长表明细胞已进入一种称为细胞衰老的"僵尸样"状态。DNA损伤通常会导致细胞衰老。当研究团队观察遗传损伤标志物时，他们发现了三种不同的基因组损伤指标，以及与细胞衰老相关的细胞周期抑制基因CDKN2A表达水平升高。

后续实验表明，DNA损伤发生在细胞分裂过程中，其严重程度足以导致细胞死亡。由于突变基因与细胞分裂没有已知的直接联系，研究人员推测他们的观察结果可能是由于多种蛋白质之间的相互作用所致。他们的实验列出了14种可能涉及的潜在蛋白质，其中10种与肌动蛋白有关，肌动蛋白是赋予细胞形状和结构的结构成分之一。

在细胞分裂过程中，肌动蛋白丝需要形成锚定结构，通常形成非常圆润均匀的环状结构。但在突变细胞中，改变的肌动蛋白形成收缩且形状不规则的环，因此细胞无法以对称方式分裂并遭受损伤。科学家怀疑该突变影响了细胞精确协调构建这种肌动蛋白锚定结构的动态过程。

研究团队证明突变细胞具有改变的肌动蛋白动力学，并且可以用化学物质处理这些细胞以稳定肌动蛋白结构，提高正常细胞分裂率。研究人员已经证明，如果他们纠正分子过程中的某些步骤，那么至少可以在细胞模型中修复一些缺陷。