医学进展
2013年03月号
医学进展
医生日记

人体组织之间广泛存在遗传变异

    个体间的遗传差异早已被广泛研究,但在同一个体内不同组织之间的遗传差异究竟如何还有待考察。尽管长期以来人们一直认为我们的细胞具有相同的 DNA序列,并且这一基因模板决定了机体的功能,但现在越来越多的证据表明个体的不同组织间同样存在着遗传变异。

    在本次实验的前期研究中,来自耶鲁大学的研究人员采用iPS技术产生不同组织来源的细胞。他们对这些细胞进行检测后发现,30%皮肤细胞包含拷贝数变异(copy number variation,CNV),DNA片段发生复制或删除。本次实验,同一批研究人员进一步观察了正常人体基因变异,而人们曾经认为这些变异只存在于如癌症等疾病中。

    研究人员通过正常的6个志愿者的活检获得了若干组织,这些志愿者年龄从45岁~85岁,并未诊断出患有疾病或遗传疾病。研究人员发现在这些志愿者体内存在的CNV差异很大,而一些志愿者的CNV在同一组织内的数量很多,可以达到43个。所有志愿者肝脏组织均发生CNV。有58种(79%)CNV发生在已知有意义的位点上,51种(70%)CNV发生在外显子上,许多外显子正属于生物功能的调控基因,包括基因调控、主要代谢途径、RNA生物合成、微管发育、Wnt途径及MAPK途径。大部分CNV仅存在于某一个体的某一组织,但也有少量的CNV发生重叠。

    发育生物学一直以来的目标就是搞清楚为何从相同的祖细胞可以分化为完全不同的各种细胞,尽管本次实验样本量极少,但研究还是发现胰腺、肝脏、小肠这些分化较快的组织发生CNV的可能性较大。研究共发现7个不同个体同一位点发生的CNV,提示这是可能的突变热点。最终,这一研究将有助于iPS技术的治疗,几乎所有的CNV在iPS诱导阶段均未发生,而当细胞进入体内后便发生随机的CNV。从这个角度来说,人体是由不同基因组的细胞嵌合构成的。随机的基因突变可能成为日后广泛研究的领域。(作者:李秋实)

参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2012;109:18018-18023

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