研究人员识别出缺少关键细胞过程的人-对人类生理学的独特见解

这些患者为自噬在人类生理中的作用提供了独特的见解，这可能对包括神经退行性疾病和癌症在内的许多疾病的研究和治疗具有重要意义。

自噬

我们身体中的许多细胞，比如组成我们大脑的那些细胞，需要持续一生。为了做到这一点，我们的细胞发展出了保护自己的方法。这包括一个被称为自噬的过程，字面意思是“自食”，其中受损的成分被收集在一起并从细胞中移除。

这一过程对身体正常运作非常重要，因为细胞损伤的累积与包括痴呆症在内的多种疾病有关。

自噬也是细胞用来维持营养水平的途径，根据之前对转基因小鼠的研究，自噬一直被认为是一个必要的过程，这些小鼠没有自噬，出生后24小时内就会死亡。类似地，人类自噬途径的失败被认为意味着人无法生存。

在这项研究中，研究人员发现，在五个家庭中，自噬所必需的关键基因的变化导致了一种非常特殊的神经系统疾病。在特殊情况下，尽管自噬有缺陷，这些患者似乎可以存活到成年，这就是研究人员所确定的这一组。

利用最先进的DNA测序技术，研究人员在5个家族的12名神经系统疾病患者中发现了ATG7基因的致病序列变化。

纽卡斯尔团队和赫尔辛基的同事对患者样本的分析显示，突变导致ATG7蛋白减少或完全丢失。随后在小鼠和酵母细胞中进行了进一步的研究，证实了自噬的严重缺陷。

Rob Taylor是纽卡斯尔大学线粒体病理学教授，纽卡斯尔NHS高度专业化线粒体诊断实验室负责人，纽卡斯尔泰恩医院NHS基金会信托的顾问临床科学家，该研究的资深作者。他说:“这一发现挑战了人们的认识，即如果细胞完全不能进行自噬，人类就无法生存。”我们通过研究携带特定自噬基因基因改变的患者，了解到自噬在大脑发育中的关键作用，这可以适应一个关键成分的缺失。”

这些患者分布在世界各地，其家庭分布在英国、法国、瑞士、德国和沙特阿拉伯。这个来自英格兰东北部的英国家庭是由百合基金会资助的诊断测序计划确定的，百合基金会是英国领先的线粒体疾病慈善机构，也是欧洲线粒体研究的最大慈善机构。该测序项目在纽卡斯尔大学的支持下开发，已成功为70%的被招募家庭提供了基因诊断。

泰勒教授解释说:“通过研究大脑核磁共振成像图像，我们观察到所有患者大脑的相同区域都受到了影响，这些变化导致了患者的共济失调和智力障碍，突出了自噬在大脑形成过程中的重要性。随着我们在这一发现的基础上，继续更好地了解这些患者可能的代偿机制，这意味着我们可以探索专门针对大脑这些区域的治疗方法的潜力。这种方法有一天可能有助于满足患有阿尔茨海默病和痴呆症等常见晚发性疾病的个人的临床需求，这些疾病的自噬功能受损。”

Jack Collier是这篇论文的第一作者，作为纽卡斯尔大学的博士生，他进行了关键实验，包括电子显微镜和前沿的高分辨率iSIM共聚焦显微镜，以及研究患者样本的分子技术。

他说:“由于之前对ATG7的研究表明它可能对人类生存至关重要，我们很惊讶地发现患者的基因变化影响了该基因，特别是考虑到他们中的一些人已经活到了成年。”

“确定众多的家庭非常重要，因为它使我们能够了解患者是如何受到这种疾病的影响的。使用来自每个家族的细胞，我们已经证明这些患者无法正确地执行自噬途径，这损害了蛋白质的循环，并导致神经发育问题。”

苏珊*来自英格兰东北部，是两个女孩的母亲。她解释说:“一个明确的诊断回答了我们30年来一直在问的‘为什么’问题，并提供了我们从未想过会有的理解。在实践层面上，它有助于与社会关怀和医疗专业人员的对话，展望未来，我们可能能够从与其他患有相同疾病的人分享经验中学习。很高兴知道这些发现可能是帮助人们解决其他问题的新研究的垫脚石。”

研究人员打算继续对这组患者进行未来的研究，因为他们为自噬在人类生理学中的作用提供了独特的见解。