來自Scripps研究院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種單基因的突變能嚴(yán)重干擾兒童早期大腦環(huán)路發(fā)育的組織構(gòu)成，這種基因表達(dá)的單個(gè)蛋白具有影響智力和行為發(fā)育的廣泛作用，這將有助于解釋遺傳突變?nèi)绾卧斐蓮?fù)雜認(rèn)知和行為障礙的，相關(guān)成果公布在Cell雜志上。
這個(gè)遺傳突變能引起發(fā)育失序癥，包括智障，自閉癥系列的疾病，研究發(fā)現(xiàn)這一突變常影響突觸，后者正是大腦復(fù)雜電化學(xué)信號(hào)系統(tǒng)中兩個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之間的橋梁。有相當(dāng)大比例的嚴(yán)重智力和行為障礙的兒童被認(rèn)為出現(xiàn)了關(guān)鍵神經(jīng)發(fā)育基因的單突變，然而在這一研究之前，科學(xué)家們還未能準(zhǔn)確找到與智力異常發(fā)育有關(guān)的致病基因突變和突觸功能。
“在這項(xiàng)研究中，我們完成了此前其他人未能完成的研究”，領(lǐng)導(dǎo)這一研究的Gavin Rumbaugh教授說， “利用一種動(dòng)物模型，我們分析了引發(fā)智力障礙的圖表，并找到了異常突觸成熟之間的因果關(guān)聯(lián)，在神經(jīng)發(fā)育障礙的成人中常見的大腦發(fā)育和影響終生的認(rèn)知失常就會(huì)出現(xiàn)這些異常突觸成熟”。
失去平衡
這項(xiàng)研究聚焦于一種關(guān)鍵的突觸蛋白：SynGAP1，研究稱，編碼這種蛋白的基因出現(xiàn)突變，造成了預(yù)計(jì)上百萬人出現(xiàn)異常。
“一些基因在正常認(rèn)知能力沒有受到影響的時(shí)候，不會(huì)發(fā)生改變，”Rumbaugh的說，“SynGAP1是zui重要的認(rèn)知基因之一，迄今為止，每發(fā)現(xiàn)一次干擾SynGAP1功能的突變，就會(huì)出現(xiàn)個(gè)體大腦無法正常發(fā)育的情況，這個(gè)基因以一種之前未知的方式調(diào)控了突觸功能。”
研究人員研發(fā)了一種新動(dòng)物模型，這種模型僅缺失了SynGAP1的一個(gè)拷貝，就像某些患有智力缺陷的病患一樣，利用這一模型，研究人員發(fā)現(xiàn)某些突觸在出生后不久就過早發(fā)育了，這種活性顯著提高的情況在海馬區(qū)（大腦記憶的關(guān)鍵區(qū)域）發(fā)育過程中被稱為excitability（興奮）——大腦細(xì)胞激活的方式，興奮與抑制之間的平衡在早期發(fā)育階段尤為重要，此時(shí)zui終將構(gòu)成正常認(rèn)知和行為功能的神經(jīng)連接正在形成。
“你可能會(huì)覺得這種大腦環(huán)路的加速發(fā)育會(huì)令你更聰明，”Rumbaugh說。”但這種增加的興奮性其實(shí)破壞了大腦的發(fā)育，我們認(rèn)為這些興奮神經(jīng)突觸的過早成熟擾亂了之后的發(fā)育關(guān)鍵進(jìn)程，從而造成了這一復(fù)雜過程出現(xiàn)紊亂，阻遏了正常智力和行為的發(fā)育。”
一個(gè)關(guān)鍵時(shí)機(jī)
有趣的是，如果在關(guān)鍵發(fā)育階段后誘導(dǎo)這些突變，則對(duì)于突觸功能幾乎*沒有影響，而且在成人后再修復(fù)這些致病突變也不會(huì)改善行為和認(rèn)知。
“這項(xiàng)研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)就在于，我們能夠去除這些突變，恢復(fù)成年小鼠的SynGAP1蛋白水平，從而顯著提高其智力和行為，不過這種干預(yù)對(duì)其它動(dòng)物沒有效果，”Rumbaugh的說。
這些研究結(jié)果表明，對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙進(jìn)行早期干預(yù)十分重要，尤其是對(duì)于認(rèn)知障礙問題。這一小組目前正積極的尋找發(fā)育過程中的*時(shí)期，以便獲得修復(fù)這些突變的zui有利時(shí)機(jī)。
Rumbaugh推測(cè)道，成功找到這種治療時(shí)機(jī)，并結(jié)合快速尋找尚在子宮的可能致病基因，將能為*這種類型的智障，降低自閉癥風(fēng)險(xiǎn)提供一條可能的途徑， “我們相信，治愈是有可能的，”他說，“而且還有可能存在許多引發(fā)這一系列失序癥中的某種不同形式失序癥的其它單突變，因此我們的這一方法也可以應(yīng)用于其它疾病研究”。
（來源：試劑酶聯(lián)網(wǎng)）
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