桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所的科学家与一个国际研究团队合作，首次定义了一种新的遗传病，其特征是早衰和脑功能缺陷。
研究人员于2026年3月19日在《自然通讯》上发表了研究结果，描述了首个将基因组测序与细胞重编程相结合的项目，以识别导致这种新发现的疾病的基因突变，并研究其如何引发患者症状。
“我们的合作者发现了一个患者家庭，其中青少年成员出现白发和其他与早衰症（早衰综合征）相关的特征，”资深通讯作者、医学博士、哲学博士张素春表示，他是桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所神经科学系的珍妮与加里·赫伯格领导力主席，以及神经疾病中心主任兼教授。
“然而，在这些疾病中，认知功能通常保持良好，因此从患者运动技能逐渐丧失以及神经和智力缺陷中可以明显看出，这是一种未知的疾病。”
研究团队利用基因组测序和一种绘制隐性性状的方法，将疾病追溯到这些患者DNA中的一个意外位置。研究人员发现，IVNS1ABP基因中的一个突变与此有关，该基因携带构建IVNS1ABP蛋白的指令，IVNS1ABP是一种流感病毒非结构蛋白1结合蛋白。
“关于这个基因和蛋白的研究相对较少，而且从未有人将它们与衰老生物学、早衰疾病或神经病变联系起来，”桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所的科学家、该研究的第一作者袁方博士说。
“这在很多方面都是一个谜，我们决心解开它。”
为了探索这一基因突变的影响，科学家从受影响的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。这些细胞被诱导进入一种比干细胞更成熟的状态，但尚未成为神经元或其他脑细胞或神经细胞。
这些前体细胞——被称为神经祖细胞——保留了患者IVNS1ABP基因中的突变，从而使实验能够理解它在细胞水平上引起的变化。
“在显微镜下，我们发现带有突变的患者来源细胞比从没有疾病的兄弟姐妹那里重编程的对照组细胞生长得慢得多，”张素春说。
这种缓慢的生长表明细胞已经进入了一种类似僵尸的状态，称为细胞衰老。DNA损伤通常会导致细胞衰老。当研究团队检查遗传损伤的标志物时，他们发现了三种不同的基因组损伤指标，以及一个与细胞衰老相关的细胞周期抑制剂基因CDKN2A的表达水平升高。
“为了缩小导致这些细胞衰老的原因，我们进行了后续实验，表明DNA损伤发生在细胞分裂过程中，并且我们看到它可能严重到足以导致细胞死亡，”袁方说。
由于突变基因与细胞分裂没有已知的直接联系，研究人员假设他们的观察结果可能是由于多种蛋白质之间的相互作用。他们的实验整理了一份包含14种可能参与其中的潜在蛋白质的列表。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一个锚定结构，通常形成一个非常圆且均匀的环状结构，”张素春说。“但在突变细胞中，改变的肌动蛋白形成了一个收缩且形状不规则的环，因此细胞无法以对称的方式分离，从而受到损伤。”
科学家怀疑这种突变影响了细胞如何精确协调构建这种肌动蛋白锚定结构的动态过程。
“当这些肌动蛋白动力学发生改变时，细胞无法在正确的时间和正确的位置进行细胞分裂，”袁方说。
研究团队证明，突变细胞的肌动蛋白动力学发生了改变，并且可以通过化学物质处理细胞来稳定肌动蛋白结构，从而提高正常细胞分裂的速率。
“这项研究突显了利用细胞重编程和患者来源的干细胞模型研究罕见和未知疾病的潜力，”张素春说。
“而且我们已经证明，如果我们纠正分子过程中的一些步骤，那么我们就可以修复一些缺陷，至少在细胞模型中是这样，”袁方说。
“通过我们正在开发的动物模型进行补充研究将非常重要，但我们已经完成的工作表明，这种方法是一种定义新疾病和开发潜在治疗方法的强大工具。”
来源：
桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所
期刊参考：
DOI: 10.1038/s41467-026-70756-x
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