研究人员解开了与自闭症行为的基因联系,并找到了消除它的方法
布法罗大学(University at Buffalo)的科学家已经发现了一种基因突变背后的机制,这种基因突变会在老鼠身上产生某些自闭症行为,同时也发现了恢复正常行为的治疗策略。
该研究描述了一些自闭症行为背后的细胞和分子基础;它也暗示了潜在的生物标记物和药物靶点。
5月28日出版细胞的报道该研究由乌兰巴托大学医学与生物医学科学学院生理与生物物理系教授闫震博士领导。
这篇论文关注的是一种名为Shank3的基因的缺失,这是一种重要的风险因素自闭症谱系障碍(ASD)。研究人员追踪了这种危险因素是如何破坏神经元之间的通讯,从而导致社会缺陷在老鼠身上。而且,在他们最重要的发现中,他们能够逆转这些神经分裂,恢复小鼠的正常行为。
先前的研究表明,大约84%的Shank3缺失或功能缺失突变的患者患有自闭症。但这是如何发生的仍是个谜。
这篇论文指出,与无生命物体相比,Shank3缺陷小鼠对社交刺激的兴趣“大大降低”,这表明它们存在“严重的社交缺陷”。它们重复梳理毛发的时间也明显多于正常老鼠。
乌兰巴托大学的研究人员发现,Shank3缺失在神经元交流中起着关键作用。它对NMDA (n-甲基- d -天冬氨酸)受体的激活有显著影响,而NMDA (n-甲基- d -天冬氨酸)受体对学习和记忆至关重要。
严教授解释说,Shank3缺失会破坏这种受体的运输以及它在大脑中关键传输位点的功能。他们发现,这种破坏是由神经系统失调引起的肌动蛋白丝它是大脑前额叶皮层的一种细胞“高速公路”,是“高级”执行功能的指挥中心,也是ASD的关键区域。
“这项研究首次表明,在动物身上,异常的肌动蛋白调节会导致类似自闭症的行为,”严说。
Yan解释说:“肌动蛋白丝是一种非常动态的结构,它不断地被组装和拆卸,这一过程由许多调节器控制。”
当某些东西破坏了肌动蛋白丝组装的平衡时,关键的细胞功能就会瓦解。
“由于Shank3缺乏,我们发现一些肌动蛋白调节因子的表达或活性发生了改变,比如cofilin,”Yan解释说。“这扰乱了肌动蛋白丝组装的平衡,进而破坏了NMDA和其他关键受体的正常传递和维持。”
这一结果对突触的功能可塑性产生了非常重要的影响,进而导致了某些功能的表现自闭症行为。
在最引人注目的发现中,研究人员发现,一旦cofilin或其他调节因子的活性恢复正常,他们能够逆转这一过程,恢复shank3缺陷小鼠的正常行为。这反过来又恢复了皮层突触上的肌动蛋白动态,允许NMDA受体的正常运输和功能。
“一旦肌动蛋白丝和NMDA受体恢复正常,我们观察到shank3缺陷小鼠的社会互动缺陷和重复行为得到了强劲而持久的拯救,”Yan说。“我们的研究结果为治疗自闭症提供了一个很有前途的治疗策略。”
研究人员正在寻求资金继续他们的工作,开发潜在的自闭症生物标志物和治疗方法。
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