基因UNC13A(Unc-13 homolog A)是一种编码突触蛋白的基因,在神经系统中起着至关重要的作用。UNC13A蛋白主要位于突触前膜的活性区,参与调控突触囊泡的质膜融合,是神经递质释放的关键调控因子。它通过调节突触囊泡的成熟和释放,确保神经信号的有效传递。UNC13A的突变与多种神经退行性疾病相关,包括肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)。研究表明,UNC13A基因的变异与这些疾病的发生和发展密切相关,可能是这些疾病的重要遗传风险因素[1,2,3]。
在ALS和FTD的病理过程中,RNA结合蛋白TDP-43的缺失是一个重要的特征。TDP-43主要在细胞核中发挥功能,负责调控RNA剪接过程中的隐秘外显子包含。UNC13A基因中的某些单核苷酸多态性(SNPs)与ALS和FTD的风险相关,这些SNPs位于包含隐秘外显子的内含子区域。当TDP-43功能丧失时,这些SNPs会导致UNC13A mRNA中的隐秘外显子包含增加,进而导致UNC13A蛋白的表达减少。这种机制可能是ALS和FTD发病的关键因素之一[1,3]。
UNC13A基因的变异还与先天性重症肌无力综合征(CMS)相关。CMS是一组由神经元肌肉接头处基因突变引起的疾病,表现为神经肌肉信号传导障碍。UNC13A基因的突变可能导致突触前膜的功能障碍,从而影响神经肌肉接头的传递效率。因此,UNC13A基因的变异可能是CMS发病的重要遗传因素之一[5]。
为了治疗与UNC13A基因相关的神经退行性疾病,研究人员正在探索新的治疗方法。例如,通过使用反义寡核苷酸(ASOs)来抑制UNC13A mRNA中隐秘外显子的包含,可以恢复UNC13A蛋白的表达,从而改善神经肌肉接头的传递效率。此外,锂碳酸等药物也被证明可以改善UNC13A基因突变导致的神经退行性疾病症状[2,4,6]。
总之,UNC13A基因在神经系统中起着至关重要的作用,其突变与多种神经退行性疾病相关。研究UNC13A基因的功能和调控机制,对于理解这些疾病的发病机制和开发新的治疗方法具有重要意义。
参考文献:
1. Ma, X Rosa, Prudencio, Mercedes, Koike, Yuka, Petrucelli, Leonard, Gitler, Aaron D. 2022. TDP-43 represses cryptic exon inclusion in the FTD-ALS gene UNC13A. In Nature, 603, 124-130. doi:10.1038/s41586-022-04424-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35197626/
2. Willemse, Sean W, Harley, Peter, van Eijk, Ruben P A, Fratta, Pietro, van Es, Michael A. 2023. UNC13A in amyotrophic lateral sclerosis: from genetic association to therapeutic target. In Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry, 94, 649-656. doi:10.1136/jnnp-2022-330504. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36737245/
3. Brown, Anna-Leigh, Wilkins, Oscar G, Keuss, Matthew J, Ward, Michael E, Fratta, Pietro. 2022. TDP-43 loss and ALS-risk SNPs drive mis-splicing and depletion of UNC13A. In Nature, 603, 131-137. doi:10.1038/s41586-022-04436-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35197628/
4. Chen, Xi, Chu, Heling, Dong, Yi. 2022. UNC13A Gene Brings New Hope for ALS Disease-Modifying Drugs. In Neuroscience bulletin, 38, 1431-1434. doi:10.1007/s12264-022-00924-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35907106/
5. Ohno, Kinji, Ohkawara, Bisei, Shen, Xin-Ming, Selcen, Duygu, Engel, Andrew G. 2023. Clinical and Pathologic Features of Congenital Myasthenic Syndromes Caused by 35 Genes-A Comprehensive Review. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms24043730. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36835142/
6. Keuss, Matthew J, Harley, Peter, Ryadnov, Eugeni, Burrone, Juan, Fratta, Pietro. 2024. Loss of TDP-43 induces synaptic dysfunction that is rescued by UNC13A splice-switching ASOs. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2024.06.20.599684. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38979232/