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關節病變基因密碼

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范姜文榮｜國立臺灣大學生命科學系

在許多骨骼或關節方面有問題且難以治療的病患當中，會伴隨關節鬆弛的脊椎骨端骨幹端形成異常症Ｉ型，脊柱會向後面或側面彎曲，造成脊椎變形，手肘或膝蓋的關節變形、脫臼等，導致嚴重的骨骼異常，是難治療的病徵。先前認為脊椎骨端骨幹端形成異常症Ｉ型是因體染色體異常、屬於單一遺傳基因異常所導致的病徵，但一直都未能找到致病基因。現在雖然透過臨床症狀或Ｘ光線圖像進行診斷，但仍有時會誤診為骨骼或關節的其它病徵，導致無法正確診斷。此類病患有嚴重的骨骼異常，大多有必要進行大手術，因為治療非常困難，於病徵早期就能夠正確診斷與治療就顯得很重要。

近年因為基因定序儀技術的進步，能對此類患者進行大量且快速的基因密碼解析，因此研究人員與臨床醫師等所組成的共同研究團隊使用新生代基因定序儀進行大規模基因體解析，嘗試解析此類病患的異常基因。

「蛋白聚糖」是鑲嵌於細胞與細胞間基質的主要構造成分，存在於人體各部位如硬骨、軟骨、皮膚、血管等，在組織的形成、維持、及調節中扮演重要的角色。日本理化學研究團隊使用新世代基因定序儀，對脊椎骨端骨幹端形成異常症Ｉ型的六個病患家族，共7例檢體進行基因解析，發現其B3GALT6基因異常，且B3GALT6蛋白質已喪失酵素機能。因而造成脊柱變形、關節脫臼等嚴重骨骼異常。

共同研究團隊更進一步發現，原本被認為是先天性結締組織病患中的早老性型症候群如皮膚的萎縮或過度拉長、肌肉張力減退等病徵，其實也是因B3GALT6基因異常所引起。

因B3GALT6蛋白質的機能障礙，導致無法正常合成糖鏈連接區域，使患者在硬骨、軟骨、韌帶、皮膚等各種組織異常，造成患者難以治療。另提出「糖鏈連接區域病徵」新的患者病徵概念，因研究結果顯示在蛋白聚糖的代謝、及機能等方面，糖鏈連接區域的結構扮演重要角色。

B3GALT6基因的發現，讓導致在各種骨骼及結締組織出現異常而難以治療的病徵，能夠透過基因診斷來確定其病因。本次研究結果也顯示在東亞原本未被診斷出許多屬於脊椎骨端骨幹端形成異常症Ｉ型的患者，今後隨著基因診斷的普及，能夠早期發現「糖鏈連接區域病徵」的病患，並予以治療。並透過對B3GALT6蛋白質機能、及糖鏈連接區域病徵的解析，期待未來能開發出蛋白聚糖合成所需酵素，對患者進行酵素補充治療。（本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿／2013年11月）

責任編輯：馬千惠｜德州大學分子遺傳及微生物研究所

資料來源

日本理化學研究所20130510訊《骨・関節、皮膚を広範に犯す難病の原因遺伝子を発見−新たな疾患概念「GAG結合領域病」を提起し、その病態解明に向けた第一歩−》

蛋白質(66) 科發月刊(5210)

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