识别可导致儿童疾病的精子突变

在整个发育、生命和衰老过程中，所有人类细胞都会积累突变，从而导致所谓的嵌合现象，即同一个人的不同细胞具有不同的 DNA 序列或基因组成。

马赛克现象发生在每个人身上，但大多不引人注意。然而，如果异常细胞的数量开始超过正常细胞，就会导致疾病。当人类精子或卵细胞中出现嵌合现象时，突变会影响具有突变的男性或女性及其后代。

在 2021 年 8 月 12 日发表在 Cell 上的一项研究中，Rady 儿童基因组医学研究所和加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员描述了一种观察和计数这些突变的新方法，并使用这些数据来预测这些突变对未来的孩子。

值得注意的是，他们报告说，每 15 名男性中就有 1 人可能在其精子中携带可能对其后代产生不利影响的突变。

先前的研究表明，老年男性在其子女中患某些疾病的风险更高，例如自闭症谱系障碍 (ASD) 和某些形式的先天缺陷。在最新的研究中，研究人员比较了老年男性和年轻男性的精子，以确定突变的任何差异。

他们发现可检测的突变在数量上没有差异，这表明这些突变会在后代中产生稳定的疾病风险。研究结果还表明，与年龄相关的突变似乎最有可能出现在单个精子细胞中，这些细胞发生在目前的检测水平以下。

“我们早期的研究告诉我们，精子突变是导致自闭症和癫痫等疾病的原因，但对没有家族病史的男性的影响完全未知，”资深作者、医学博士、神经科学 Rady 教授 Joseph Gleeson 说。在加州大学圣地亚哥分校医学院和 Rady 儿童基因组医学研究所神经科学研究主任。

研究人员使用最先进的机器学习工具，在整个基因组中对多个样本中的精子进行了数百次测序，以发现仅出现在一小部分细胞中的突变。

“我们发现，男性的每次射精平均有 30 个突变，”共同第一作者、格里森实验室的博士后学者杨晓旭博士说。“几乎所有这些都是在 6 到 12 个月的连续采样中发现的，而大多数突变在唾液或血液样本中完全不存在。” 杨说，这些数据表明突变仅限​​于精子细胞，也验证了他们的检测方法。

“令人惊讶的是，”共同第一作者、科罗拉多大学医学院儿科临床遗传学和新陈代谢助理教授、格里森实验室前博士后学者 Martin Breuss 博士说，“老年人和年轻人之间的比较显示出的突变几乎没有差异，这告诉我们这些突变可能发生在父亲还是胚胎时，在那里突变可能存在，直到男人有了孩子才被发现。”

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