这一发现可能为治疗脆性X染色体携带者打开方便之门
脆性X染色体综合征是自闭症和智力障碍的遗传原因,即使对没有全面症状的该疾病携带者也会产生影响。
一些携带者可能会经历社交障碍,以及与完全性脆性X染色体综合征相关的轻度认知和行为障碍。这些障碍包括自闭症谱系、注意缺陷多动症、情绪和焦虑障碍。
圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员已经确定了治疗脆性X染色体携带者的潜在靶点。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention) 2012年领导的一项研究,这一人群包括美国的100万女性和32万男性。
爱迪生神经生物学教授、医学院解剖学和神经生物学系主任、医学博士Azad Bonni解释说:“成熟的脆性X染色体综合征会消除身体制造一种关键大脑蛋白质的能力。”“相比之下,携带这种突变的人制造了这种蛋白质,但产生的蛋白质明显少于没有这种突变的人。我们刚刚发现了一种提高这种蛋白质水平的潜在方法。这最终可能导致缓解携带者症状的治疗。”
研究结果发表在4月23日的网上神经元.
携带者和完全性脆性X染色体之间的区别取决于FMR1基因突变的性质。当遗传密码的一部分重复错误时,就会发生突变。这种基因产生的蛋白质被称为脆性X智力障碍蛋白。
如果错误重复遗传密码发生超过200次,就会阻碍身体产生脆性X智力障碍蛋白,并导致全面发育,从而损害大脑发育。这可能会导致严重的智力和注意力缺陷,以及多动症、社交焦虑和其他问题。
携带者具有FMR1基因中错误重复次数较少的基因版本,并出现更微妙的症状。
邦尼当时正在研究一种名为Cdh1-APC的酶,当时有一些线索表明它可能与脆性X蛋白有关。他研究了Cdh1-APC,因为它在形成生长和结构中的作用神经细胞.
Bonni说:“Cdh1-APC与大脑中的其他蛋白质结合,在不再需要它们的服务时,以动态的方式将它们定位处理掉。”“我们已经证明,Cdh1-APC的这种能力对大脑细胞网络的发展和结构很重要,但我们也对它如何影响突触或神经细胞相互通信的连接感兴趣。”
他和他的同事们敲除小鼠体内的Cdh1-APC,然后观察海马体中一对神经细胞之间一个被充分研究过的突触,海马体是大脑的一个结构,对学习和记忆很重要。他们发现突触间的信号传递过程发生了变化。
他说:“神经细胞利用一种叫做可塑性的现象,通过改变它们相互发送信号的容易程度来编码记忆。”“可塑性的一种形式被称为长期抑郁。在我们研究的海马体突触中,当我们敲除Cdh1-APC时,这种形式的可塑性就失效了。”
脆性X智力障碍蛋白的丧失也与被称为长期抑郁的可塑性形式的改变有关。它的连接方式表明Cdh1-APC可能作用于脆性X智力障碍蛋白。基于这一线索和其他线索,Bonni在脆性X蛋白中确定了Cdh1-APC结合并标记其降解的一个片段。他和他的同事在细胞和老鼠大脑中进行的实验表明,这两种蛋白质以这种方式相互作用。
“如果我们能找到一种阻断Cdh1-APC和脆性X蛋白之间相互作用的方法精神发育迟滞或者阻止Cdh1-APC导致蛋白质降解的能力,这应该会使大脑中获得更多的脆性X蛋白,并减少这种疾病携带者经历的一些症状,”他说。