识别出唐氏综合症患者记忆功能受损和焦虑的基因组区域
一个由伦敦大学学院领导的研究小组首次发现了21号染色体上的一个特定区域，该区域会导致模拟唐氏综合症的小鼠的记忆功能和焦虑问题，这一发现为研究人类的情况提供了有价值的新见解。
大多数人在每个细胞中有46条染色体，分成23对:患有唐氏综合症(DS)的人有一个额外的21号染色体副本，携带超过200条染色体基因．
这项研究发表在iScience，伦敦大学学院的研究人员在卡迪夫大学和弗朗西斯·克里克研究所的支持下，使用小鼠模型来突出携带导致这种疾病的基因的遗传区域内存和行为。人类第21号染色体上的基因也在老鼠身上发现，尽管它们分散在三个不同的老鼠染色体上;这包括老鼠的10号染色体。
这项研究建立在同一团队之前的一项研究的基础上，该研究在模拟唐氏综合症的雄性小鼠中，检查了负责记忆和决策问题的21号染色体区域。它还首次考虑了与焦虑有关的基因组区域。
焦虑是唐氏综合症患者最常见的心理健康问题之一。
在这项新的研究中，研究小组观察了来自小鼠10号染色体的额外基因的影响人类的染色体21，关于焦虑和记忆——也考虑了雌性老鼠，考虑到性别。
为了做到这一点，经过基因改造的小鼠携带了来自10号染色体的37种不同基因的额外副本，然后将其与来自同一窝的正常发育小鼠的对照组进行比较。
在导航测试中，小鼠需要通过一个简单的“左右”t型迷宫，每组小鼠都被测量了记忆力和决策能力。
在这些测试中电活动在大脑区域对记忆和情绪调节(海马体和内侧前额叶皮层)也使用一种称为局部场势(LFP)的测量方法进行监测。
研究人员发现，转基因小鼠('Dp(10)2Yey'小鼠)的短期记忆比普通小鼠差对照组的老鼠。他们在海马体中也有不规则的脑回路(信号)，海马体是大脑中对记忆至关重要的区域。
这对雄性和雌性小鼠都是一样的，这表明性别对结果没有影响。
为了测试类似焦虑的行为，研究人员测试了老鼠在新环境中的反应。
结果发现，与在熟悉的环境中相比，转基因小鼠在新环境的外围活动得更慢，移动得更少，花的时间更多——这表明它们表现出焦虑行为。
联合通讯作者伊丽莎白·费舍尔教授(伦敦大学学院皇后广场神经学研究所)说:“唐氏综合症是智力残疾最常见的形式。它源于21号染色体的三个副本，是一种遗传疾病，因为这条染色体上的一些基因必须产生唐氏综合症的特征。”
“我们想研究唐氏综合症患者的认知特征，以了解哪些过程和基因是重要的。”
联合通讯作者、伦敦大学学院皇后广场神经学研究所的马修·沃克教授补充说:“21号染色体由数百个基因组成，但我们只对一只复制了37个基因的老鼠进行了研究。通过将其缩减到极少数基因，我们可以显示哪些基因对大脑回路很重要，以及它们与唐氏综合症患者的记忆和行为有什么关系。”
研究人员希望这些发现能最终导致一种疗法，以帮助唐氏综合症患者的认知。
该研究的主要作者、伦敦大学学院皇后广场神经学研究所的Pishan Chang博士说:“在这项研究中，我们观察了大脑中对认知功能很重要的两个区域。目前研究还在进行中老鼠我们可以逐步了解这一领域的基因，以及它们如何改变神经元的结构和功能。”
“在未来，这可能有助于制定一种缓解这些特征的策略。因为，通过知道哪些基因是我们的目标，我们可以考虑解决方案，如基因治疗或药物，以纠正异常功能。最终，这可能会让唐氏综合症患者过上更独立的生活。”
更多信息:Phillip M. Muza等人，唐氏综合征模型中海马和前额叶动力学和细胞结构异常的认知障碍，iScience(2023)。DOI: 10.1016 / j.isci.2023.106073
