[생화학] Tay-Sachs Disease

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소개글
[생화학] Tay-Sachs Disease에 대한 자료입니다.
목차
Tay-Sachs disease (known as GM2 gangliosidosis, hexoaminidase A decifiency)
1.개요
2. 정의
3. 발생부위
4. 특징
5. 원인
6. 증상
7.관련기사
8. 선정이유
9. DNA 시퀀스
10. cDNA
11. searching method
12. 3d 구조
13. HexA 단백질의 도메인들
14. DNA domain binding site
15. 병의 원인 (mutation장소)
16. 예방 및 치료
17. reference
본문내용

1.개요
유태인(Ashkenazi)에게 주로 발생하는 유전성 대사질환으로, 지질의 축적으로 인해 중추신경계의 점진적인 파괴를 유발하는 지질침착질환(Lysosomal storage disorder)이다. 1981년 영국의 안과의사 Warren Tay에 의해 처음 소개되었고, 몇 년 후 미국의 신경과 의사 Bernard Sachs에 의해 Tay-Sachs disease라 명명되었으며, 대부분의 환자가 동유럽의 유태인에게서 나타나는 것으로 알려지게 되었다. 발생빈도는 확실하지 않지만 일반적으로 300,000명 중 1명이고, Ashkenazi 유태인에서는 3,600명 중 1명으로 나타난다. 남녀의 차이는 없으며, Ashkenazi 유태인과 프랑스-캐나다의 혼혈인에게 주로 발생된다.

2.정의
유아와 어린이에게서 일어나는 중추신경계의 유전적 질환.
발생빈도는 드물지만 점차적으로 손상이 생겨 조기에 사망하는 원인이 됨.

3.발생 부위
중추신경계

4.특징
1)GM2 gangliosidosis, Hexosaminidase A deficiency or Sphingolipidosis로 알려짐
2)상염색체 열성 유전
3)염색체 15번의 HEXA 유전자의 돌연변이에 의해 야기된다.
(HEXA gene: lysosomal enzyme β-N-acetylhexosaminidase A 의 α-subunit를 암호화함)
4)뇌의 신경세포에 ganglioside로 불리는 지방산 유도체가 유해 양으로 축적될 때 발생한다.
5)Ganglioside는 세포막의 지질성분으로서 Tay-Sachs disease와 연관된 ganglioside GM2는 특히 뇌의 신경조직에서 일반적으로 발생한다.

5. 원인
1)Hexosaminidase A의 불충분한 활성으로 인해 지질이 뇌에 축적되어 질병 야기시킴.
(Hexosaminidase A: 리소좀에서 발견되는 지질을 분해하는 중요한 가수분해 효소임)
2)Hexosaminidase A의 subunit 2가지 단백질, GM2 activator protein(GM2A)중 하나라도 결핍 시

6. 증상
신경학적 증상의 발병 시기에 따라서 구분한다.
1)Infantile TSD (Tay-Sachs disease)
생후 6개월까지는 정상적으로 자란다. 그러나 신경세포가 ganglioside에 인해 팽대되면 정신과 신체 능력이 급속히 떨어진다. 아이들은 장님, 귀머거리가 되고 삼키는 것을 할 수 없게 된다. 근육은 점차 위축되고 마비가 오며 일반적으로 4~5살 이전에 사망한다.
2)Juvenile TSD
극히 드물고 Juvenile TSD는 일반적으로 2~10세 사이에 나타난다. 인지, 운도, 언어곤란,
연하곤란, 운동실조, 마비가 나타난다. 일반적으로 5~15세 사이에 사망한다.
3)Adult TSD
극히 드물다. 20~30대 초에 발생한다. 운동실조, 진행성 신경퇴화가 나타난다.
초기 성인기에는 언어곤란, 연하곤란, 운동실조, 마비, 인지력 감소, 정신적 질환 특히
정신분열병적 정신병이 나타난다.

7. 관련기사

"Another devastating genetic disease of children, called Tay-Sachs, has largely been eradicated through carrier screening. We want to follow that model," said Craig Benson. "There are hundreds of these conditions that, individually, are very rare. However, when taken as a group they are much more commonplace. It is the Foundation's goal to make the test a standard of care for all young men and women as part of their routine health screening."

The Foundation has formed a partnership with the National Center for Genome Resources (NCGR), one of the world's top genetic screening laboratories, to develop the test. The initial test for approximately 75 diseases will be ready in the fall of 2009.
[ medical news today, Article Date: 06 Mar 2009]

프리드 박사는 이는 자궁에서 발육중인 태아의 뇌 결함을 줄기세포 주입으로 고칠 수 있음을 시사하는 것으로 일례로 출생 후 뇌 기능이 손상되는 유전성 뇌 대사질환인 테이-삭스병이 치료대상이 될 수 있을 것이라고 말했다.
테이-삭스병은 중요한 뇌 효소의 결핍으로 뇌 신경세포가 손상되면서 중추신경계가 점진적으로 파괴되는 유전질환이다.
프리드 박사는 낙태아의 신경 줄기세포를 채취해 이를 직접 임신한 원숭이의 복부와 자궁 그리고 태아의 두개골을 뚫고 체액으로 채워진 태아의 발육중인 뇌공간에 주입했으며 추적관찰 결과 이 인간 줄기세포는 원숭이 뇌의 줄기세포에 편입되어 뇌발달 통로로 진입하는 것을 확인할 수 있었다고 말했다.
[조인스헬스케어] 2001년07월28일, 2002년02월25일

인체 줄기세포를 쥐의 뇌 속으로 주입한 결과 사람에서 발병하는 각종 소아질환과 유사한 신경학적 장애에서 쥐들이 완벽하게 회복될 수 있는 것으로 나타났다.
5일 로체스터대학 연구팀이 줄기세포 약 30만개 가량이 각각 쥐의 뇌 속 다섯 부위에 주입되 전체 뇌와 척수로 퍼져 나갈 것으로 기대하며 연구팀은 연구를 진행했다. 치료를 받은 쥐중 다른 6마리 쥐는 증상이 극적으로 좋아졌으며 4마리는 거의 정상으로 회복됐다. 연구팀은 이 같은 줄기세포 주입이 뇌성마비및 Tay-Sachs 질환, Krabbe 질환, Canavan 질환및 Pelizaeus-Merzbacher 병등 치료에 이용될 수 있을 것이라고 밝히며 몇 년 내 아이들을 대상으로 한 임상시험을 할 수 있을 것이라고 밝혔다. [메디컬투데이 2008-06-05]



8. 선정이유
과거 근친혼으로 인한 유럽 왕실의 유전병이던 혈우병과 같이 Tay-Sachs disease 의 주요 발생 대상을 유태인들에게서 찾을 수 있는데 최근 전세계 영유아 인구에서의 TSD 발병률은 그리 낮지 않습니다. Carrier screening과 태아진단 및 처치 등으로 TSD의 극복에 박차를 가하고 있는 지금, 질병의 기전을 의과학적 접근 방식을 통해 보다 전문적으로 이해하는 것과, 질병의 정복 과정을 부족하나마 간접 리서치를 할 수 있는 좋은 기회이기에 선정하게 되었습니다.


9. Genomic DNA sequence
• Location: 15q23-q24
• Orientation: minus strand
• Size: 32561 bp
• 14 exons
• DNA sequence (Human): NC_000015
참고문헌
1. GENE REVIEW
Pagon, Roberta A., Editor-in-chief; Bird, Thomas C.; Dolan, Cynthia R.; Smith, Richard J.H.; Stephens, Karen; Associate editors.
Seattle (WA): University of Washington; c1993-2009
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=gene&part=tay-sachs#tay-sachs

2. Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular, and Medical Aspects
Siegel, George J.; Agranoff, Bernard W.; Albers, R. Wayne; Fisher, Stephen K.; Uhler, Michael D., editors
Philadelphia: Lippincott,Williams & Wilkins; c1999
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=glyco2&part=ch41#ch41

3. Fabry disease: Perspectives from 5 years of FOS
Mehta, Atul; Beck, Michael; Sunder-Plassmann, Gere, editors
Oxford (UK): Oxford PharmaGenesis Ltd.; c2006
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=fabry.chapter.276

4. Studies of red cell stromal proteins in Tay-Sachs disease
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=297346&tool=pmcentrez

5. Impaired selection of invariant natu