研究人员发现了对神经细胞绝缘至关重要的基因

由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助的研究人员发现，单个主基因的缺陷是如何破坏多个基因相互作用产生髓磷脂的过程的。髓磷脂是一种覆盖在神经细胞表面的脂肪涂层，可以提高神经细胞电信号的速度和可靠性。

这一发现对理解髓磷脂生成障碍有一定意义。这些疾病会影响外周神经系统——大脑和脊柱外的神经。这些疾病统称为周围神经病变。周围神经病变可导致麻木、无力、疼痛和运动障碍。其中包括一种最常见的遗传性疾病，腓骨肌萎缩症，它会导致渐进性肌肉衰弱。

环绕神经细胞的髓磷脂鞘类似于包裹在电线或电线上的绝缘材料，防止神经冲动消散，使它们在神经细胞中传播得更远更快。

研究人员发现，这种被称为早期生长反应基因2 (EGR2)的基因的一个副本上的缺陷如何影响该基因的正常副本和其他基因的功能，从而导致周围神经病变。

“研究人员已经破译了髓磷脂组装的关键序列，”美国国立卫生研究院(NIH) NICHD主任杜安·亚历山大(Duane Alexander)说。“他们的发现将为研究影响髓磷脂生成的疾病的起源提供重要的见解。”

这项研究发表在分子与细胞生物学。

威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院比较生物科学系副教授John Svaren博士与同事Scott E. LeBlanc和Rebecca M. Ward共同进行了这项研究。他是威斯康星大学韦斯曼中心(the Waisman center at the University of Wisconsin)的精神发育迟滞和发育障碍研究中心(nichd)的附属机构。

在这一发现之前，研究人员并没有完全理解外周神经系统中的雪旺细胞用髓磷脂包裹神经的复杂遗传过程。

在这项研究中，科学家们发现，EGR2会产生一种蛋白质，这种蛋白质可以激活其他几个生产髓磷脂所必需的基因。其中一些基因含有制造外周髓磷脂蛋白22 (PMP-22)和髓磷脂蛋白零(MPZ)所需的信息。MPZ是外周神经系统髓磷脂中最丰富的蛋白质。

斯瓦伦博士说，PMP22和MPZ蛋白的过量或不足是大多数遗传性周围神经病变的原因。

最终，激活基因的序列“打开”了雪旺细胞，雪旺细胞包裹着神经轴突，在髓鞘中传递神经冲动的臂状突起。

科学家们的研究还解决了一个长期以来的谜题，即为什么一个EGR2基因的突变副本会扰乱正常的EGR2基因的功能，从而导致神经系统紊乱。

在许多遗传条件下，受影响基因的未受影响的副本继续产生其蛋白质。然而，研究人员发现，突变的EGR2拷贝干扰了正常的EGR2基因和另一个髓磷脂基因SOX10之间的相互作用，因为这两种基因试图共同产生髓磷脂蛋白MPZ。

通过了解产生髓磷脂的过程，研究人员现在可能能够研究影响髓磷脂紊乱的新疗法。

“我们的研究已经发现了一种全新的调节髓磷脂基因的机制，”Svaren博士说。“我们希望利用这一知识，从而调整髓磷脂基因(如PMP22和MPZ)的水平，从而创造一种有效的髓磷脂疾病的治疗方法。”

理解神经细胞髓鞘化的过程也可以应用于其他疾病，斯瓦伦博士说。糖尿病神经病变导致四肢感觉丧失，也被认为与髓磷脂的产生有关。

Svaren博士补充说，目前关于外周神经系统中髓鞘生成的研究结果可能会让我们更好地理解中枢神经系统(大脑和脊髓)中髓鞘形成的过程。中枢神经系统的髓鞘形成尚不清楚。多发性硬化症是一种可以致命的退行性肌肉疾病，由中枢神经系统髓磷脂的破坏引起。

资料来源:国家儿童健康和人类发展研究所

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