新的发现揭示了遗传性大脑疾病集中在突触

新的发现揭示了遗传性大脑疾病集中在突触
人类16p11.2染色体区域的改变导致了各种认知障碍,包括自闭症。同一脑区的面孔:信贷来源

一些遗传疾病会导致智力残疾和自闭症。历史上,这些遗传性脑疾病被认为是不可治愈的。然而,近年来神经科学家已经在动物模型中证明,逆转这些基因突变的衰弱效应是可能的。但问题仍然是,不同的基因突变是否会扰乱共同的生理过程。如果是这样的话,针对自闭症和智力残疾的一种基因原因开发的治疗方法可能对许多其他原因也有用。

在今天发表的一篇论文中自然神经科学由麻省理工学院(MIT)皮考尔学习与记忆研究所(Picower Institute for Learning and Memory)的皮考尔神经科学教授马克·贝尔(Mark Bear)领导的一个研究小组,发现了导致自闭症和自闭症的两种非常不同的基因原因破坏突触的蛋白质合成,对一种疾病的治疗产生了对另一种疾病的认知益处。该研究由博士后、第一作者Di Tian、研究生Laura Stoppel和研究科学家Arnold Heynen与冷泉港实验室和罗氏制药的科学家合作完成。

脆性X染色体综合征的作用研究

造成智力残疾和自闭症的一个遗传原因是脆性X综合征,当X染色体上名为FMR1的单个基因在大脑发育过程中被关闭时,脆性X综合征就出现了。脆性X染色体很罕见,大约4000个人中就有一个会受到影响。在之前使用脆性X小鼠模型的研究中,Bear和其他人发现该基因的缺失会导致突触(神经元之间沟通的特殊部位)蛋白质合成过度。

特别有趣的是,他们发现这种蛋白质合成是由谷氨酸神经递质刺激的,谷氨酸受体mGluR5的下游。这一观点导致了主意,叫mGluR理论,过多的蛋白质合成下游的受体激活产生了许多脆弱的精神病学和神经症状x熊的实验室测试这个想法在老鼠中,恢复平衡,发现抑制受体蛋白质合成和扭转许多缺陷的动物模型。

不同的基因,相同的后果

自闭症和智力残疾的另一个原因是人类16号染色体上一系列基因的缺失,称为16p11.2微缺失。27个受影响的基因中有一些在蛋白质合成调控中起作用,这导致Bear和同事们怀疑16p11.2微缺失综合征和脆性X综合征是否以同样的方式影响突触。为了解决这个问题,研究人员使用了由冷泉港实验室的Alea Mills创建的16p11.2微缺失小鼠模型。

通过电生理、生化和行为分析,麻省理工学院的研究小组将这只16p11.2小鼠与他们已经在脆性X小鼠中建立的小鼠进行了比较。突触海马体确实被破坏了,海马体是大脑中记忆形成的重要部分。此外,当他们测试这些老鼠的记忆时,他们发现了一种类似脆性X染色体的严重缺陷。

病后恢复脑功能

这些发现鼓励麻省理工学院的研究人员尝试用在脆性X小鼠上起作用的相同方法来改善16p11。2小鼠的记忆功能。罗氏公司的一个由洛塔尔·林德曼领导的科学家团队提供的mGluR5抑制剂治疗,极大地改善了这些小鼠的认知能力。尤其重要的是,这一益处是在出生后良好开始的一个月治疗后实现的。根据贝尔的说法,这意味着“这种疾病的一些认知方面,以前被认为是大脑早期发育改变的顽固性后果,可能反而是由突触信号的持续变化引起的,而这些变化可以通过药物加以纠正。”

目前的研究表明,超过100种不同的基因突变可以表现为智力残疾和自闭症。目前的研究结果令人振奋,因为它们不仅表明药物治疗可能有效地改善受影响个体的认知和行为,而且针对一种基因原因开发的治疗可能更广泛地应用于许多其他原因。


进一步探索

神经科学家发现,两种罕见的自闭症相关疾病是由大脑中相互对立的功能障碍引起的

更多信息:mGluR5对人类染色体16p11.2微缺失小鼠模型病理生理的贡献自然神经科学(2015)DOI: 10.1038 / nn.3911
期刊信息: 自然神经科学

由...提供麻省理工学院

本文由麻省理工学院新闻转载(web.mit.edu/newsoffice/),一个涵盖麻省理工学院研究、创新和教学新闻的热门网站。

引用:新发现揭示了遗传脑疾病融合在突触(2015年,1月13日)从HTTPS://MedicalXpress.com/news/2015-01-reveal -genetic-brain-disorders-converge.html中检索到突触(2015年1月13日)
此文件受版权保护。除作私人学习或研究之公平交易外,未经书面许可,任何部分不得转载。本内容仅供参考之用。
317股票

反馈给编辑

用户评论