Rett综合症小鼠模型,研究揭示了成人学习如何受损的女性

神经发育障碍自闭症很可能有自己的起源在生命的黎明,随着不当的出现在大脑中神经细胞之间的连接。Rett综合症,其中一个障碍病理可追踪的失败是一个特定的基因,叫做MECP2。今天,一个团队在冷泉港实验室(3)发布在老鼠身上的实验结果表明MECP2突变进一步损害如何影响个人在以后的生活中。

在小鼠模型Rett综合症——令绝大多数在人类的女性研究人员演示了如何失败的Mecp2,鼠标相当于相同名称的人类基因,生物的后果,预防成年女性从学习如何收集新生幼犬在出生后立即幼崽的。

“Pup-gathering行为是啮齿动物的研究行为,和一个非常好的方法测试的影响Mecp2突变在育龄女性大脑,”解释3副教授Stephen谢伊,领导这项研究的团队。

“尽管许多Rett综合症患者有严重的缺陷,他们经常住到成年,”笔记Keerthi Krishnan,博士,现在在诺克斯维尔的田纳西大学,他与比利Lau,博士,博士后研究人员工作的执行3。“这是第一个研究此病的我们意识到探索脑功能相关的经验自然行为如何影响成年女性的大脑,”克里希说。

研究小组发现,在幼崽出生后的五天,正常Mecp2基因表达是必需的,为了让成年女性学习如何收集任性的小狗窝。视频所示比较学pup-retrieval行为健康的成年女性与女性的能力受损Mecp2表达学习任务当放置在同一个笼子里作为一个健康的妈妈。

这无法学习被团队跟踪一连串的失败在分子水平上。这些问题开始影响和影响女性增加生产的酶称为GAD67。反过来,这种酶热刺的合成神经递质的GABA。这些事件显然导致影响女性正常的神经可塑性发疯。所谓核心赤字PV +释放GABA神经元听觉皮层。在小鼠Mecp2小清蛋白的突变,这些神经元表达水平升高(PV)、信号蛋白。

当面对的挑战收集新生的幼崽,成年雌性老鼠表达突变和非功能性Mecp2基因无法学习行为,通常由幼崽的高声尖叫。听觉皮层的神经网络处理声音是戴上手铐。这些相同的神经元也部署结构称为perineuronal网(并)。并在笼子形结构,组装在单个光伏+神经元周围的空间,可能会限制他们的能力扩展细长的树突,或分支机构,与其他神经元形成突触。在健康个体,突触的瞬态锻造的核心经验学习。

研究表明有线索的关键窗口的高度敏感性的感受一下这种情况下,声音由新生儿pups-during神经元在成年女性必须能够连接与他人为了学习行为的关键。这种可塑性是研究小组发现在成年女性专门抑制火车的事件由光伏+神经网络时Mecp2是有缺陷的。

“这脆弱的窗口显示的作用Mecp2突变在促进成人可塑性,这是不同于这些突变的影响在早期发展相同的个体,”克里希南指出。

利用基因和药物干预,团队能够操纵GABA在听觉皮层的神经网络,恢复能力的成年雌性老鼠学习如何检索幼崽的关键在幼崽出生后的五天的窗口。谢伊认为这反映了神经元的能力恢复听觉皮层正确感知小狗的叫声,成年小鼠建模Rett综合症的东西不能做。

实验室的可塑性和学习工作仍在继续,就像其勘探的各种方式Mecp2突变表达在不同的个体。在男性,只有一份拷贝的Mecp2由于它的位置在X染色体上,严重的突变基因往往是致命的。与此病的女性,有两个X染色体,因此两份Mecp2,通常有问题只是其中的一个副本。是否他们的“好”或“坏”的副本在任何给定的细胞基因表达在任何给定的时刻是一种随机现象,帮助解释了广泛的影响Mecp2突变可以在不同女性的个人。

这里描述的研究是由西蒙基金会自闭症研究计划(SFARI),国立精神卫生研究所、大脑和行为研究基金会和国际Rett综合症的基础。

“MECP2调节大脑皮层可塑性在成年雌性老鼠”潜在的一种习得的行为出现1月18日,2017年自然通讯。作者:Keerthi Krishnan,比利y . b .刘加布里埃尔Ewall, z Josh黄和斯蒂芬·d·谢伊。