科学家揭示了罕见的基因突变如何影响大脑发育和记忆

加州大学欧文分校医学院的研究人员发现，一种罕见的基因突变会改变小鼠的大脑发育，损害记忆，破坏神经细胞之间的交流。他们还表明，记忆问题可以通过将一种特定类型的神经细胞移植到大脑中来改善。研究结果发表在今天的神经元。

解剖学与神经生物学助理教授罗伯特·亨特博士解释说:“数百个基因的突变与神经发育障碍有关，其中许多具有毁灭性的行为后果，无法通过现有的治疗方案进行管理。”他与博士后Young Kim博士一起领导了这项研究。“现在，该领域的一个主要挑战是确定这些问题的根本原因罕见遗传疾病这样就可以开发出针对特定疾病的新疗法。”

UCI的研究小组集中研究了CHD2基因，科学家们认为CHD2基因改变了染色质的结构——DNA和蛋白质的盘绕复合物——并控制了数百个其他基因的表达。正常情况下，人类有两个CHD2基因副本。然而，在某些情况下，丢失一个拷贝，就会导致智力障碍、癫痫或自闭症等发育障碍。

为了模拟人类疾病，更好地理解CHD2是如何参与的大脑亨特和他的同事们创造了老鼠它们只拥有一个CHD2基因的功能副本。值得注意的是，这些老鼠有严重的记忆问题，大脑中的电振荡增加，这些特征与人类的情况相似。

仔细观察这些动物的大脑，发现它们的脑回路发育异常，包括神经元之间交流方式的改变，以及控制脑回路活动的抑制性中间神经元的减少。小鼠神经元还显示出100多种与神经发育障碍。在胚胎中，许多被改变的基因都参与了神经发生等关键的生物过程，但在成年动物中，基因相关的神经元活动和突触功能发生改变。这一发现表明CHD2可能在早期大脑发育和成年。

这一发现促使亨特的团队进行胚胎祖细胞移植细胞能够在突变小鼠的大脑中产生抑制性中间神经元。他们以海马体为目标进行细胞移植，海马体是大脑中对学习和记忆至关重要的区域。

“抑制性神经元调节记忆功能所需的振荡节律，”亨特说。“我们一直在开发一种类似的治疗癫痫的中间神经元细胞疗法，所以我们自然想到在CHD2突变的小鼠身上尝试这种方法。”

在UCI的研究中，移植的抑制细胞在整个海马体中迁移，并产生新的中间神经元，实际上取代了大脑中缺失的脑细胞突变小鼠。除了有更多的抑制性神经细胞外，接受治疗的小鼠在海马依赖性记忆方面表现出显著改善。

亨特说:“至少在原则上，应该有可能开发出针对CHD2突变等遗传疾病的靶向治疗方法。”“这太好了，因为在许多情况下，目前可用的药物根本没有治疗价值。”

而新的研究为了解CHD2在癌症中的作用提供了重要的一步大脑发育至于功能方面，在将神经元间祖细胞用于临床细胞治疗之前，还需要进一步的研究。亨特实验室的下一步目标是更密切地评估小鼠模型中的大脑连接，并探索CHD2突变如何影响不同的神经元通路。

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