罕见遗传病精准检测:突变体的活性检测方法揭示致病机制

学术   科学   2024-12-03 07:30  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

随着精准医学的发展,基因突变导致的罕见遗传疾病成为研究热点。如何快速、准确地检测致病基因突变的功能活性,不仅对于疾病机制的解析至关重要,还为药物研发提供了重要依据在这方面,2024年11月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了英国邓迪大学(University of Dundee)Tom Snelling团队题为“Measurement of the Activity of Wildtype and Disease-Causing ALPK1 Mutants in Transfected Cells With a 96-Well Format NF-κB/AP-1 Reporter Assay”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5113
关键词ALPK1 ADP-庚糖 ROSAH 汗腺螺旋腺瘤 转录报告基因 转染 NF-κB AP-1

汗腺螺旋腺瘤(Spiradenoma)一种来源于顶泌汗腺的良性皮肤肿瘤,常见于头部、颈部或躯干,表现为疼痛的小结节。其病理特征为两种细胞围绕中心基质排列,需组织学确诊。治疗以手术切除为主,预后良好,但需警惕恶性转化可能

Alpha-protein kinase 1(ALPK1)是一种非典型蛋白激酶,其通过与细菌核苷酸糖ADP-heptose结合而被激活,进而促进TIFA磷酸化和聚合,激活下游信号传导并诱导转录因子如NF-κB和AP-1的活化。ROSAH综合征是一种由ALPK1基因特定突变引起的常染色体显性遗传病,这些突变使ALPK1在无细菌感染情况下被激活。此外,ALPK1的某些病理性突变还可被哺乳动物的核苷酸糖如UDP-甘露糖和ADP-核糖激活。本文通过基于细胞的测定方法,测量转染的野生型及病变型ALPK1在有无ADP-heptose情况下对NF-κB和AP-1依赖的基因转录的激活,为研究ALPK1功能及其在疾病中的角色提供了新的视角和实验工具


  • 采用ALPK1敲除的HEK-Blue细胞,通过测定细胞培养基中的碱性磷酸酶活性,实现对ALPK1活性的敏感检测,特别是病变型ALPK1的低水平活性。

  • 该实验设计在96孔板上进行,每孔只需要60,000个转染的ALPK1 KO HEK-Blue细胞,适合大规模筛选。

  • 通过在645 nm处测量吸光度来定量分析碱性磷酸酶的活性,实验操作简单,易于实现。

—————文中代表性图—————

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图2. ALPK1敲除HEK-Blue细胞的外观(来自Bio-protocol期刊

图3. 致病性ALPK1突变体在缺乏ADP-heptose的情况下仍具有活性,并且这种活性依赖于完整的ADP-heptose结合位点(来自Bio-protocol期刊
  • 疾病机制研究
    通过比较野生型与突变型ALPK1在无细菌感染条件下的活性差异,深入探究ROSAH综合征等遗传性疾病的分子机制。
  • 药物筛选
    ‍利用该测定方法筛选能够调节ALPK1活性的小分子药物,为治疗ALPK1相关疾病提供潜在药物候选。
  • 生物标记物开发
    通过研究ALPK1及其突变体的活性特征,开发与特定病理状态相关的生物标记物,用于疾病的早期诊断和病程监控。


这个方法的可重复性已经被本文作英国邓迪大学(University of Dundee)Tom Snelling团队验证过,相关实验数据与结果发表在Proc Natl Acad Sci U S A,DOI:10.1073/pnas.2313148120

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Snelling, T. (2024). Measurement of the Activity of Wildtype and Disease-Causing ALPK1 Mutants in Transfected Cells With a 96-Well Format NF-κB/AP-1 Reporter Assay. Bio-protocol14(22): e5113. DOI: 10.21769/BioProtoc.5113.

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