小鼠研究有助于找到人类行为障碍的遗传原因

研究一种蛋白质复合物在小鼠大脑正常发育中的作用的科学家出人意料地创建了一种小鼠模型，该模型复制了复杂神经系统疾病患者的临床症状，如多动、学习缺陷和社会行为异常。通过对这种小鼠模型的仔细研究，发现了五名患者神经系统疾病的遗传原因，这些患者到目前为止还没有得到遗传诊断。该团队包括来自贝勒医学院、德克萨斯儿童医院和其他机构的研究人员自然遗传学。

“当我们开始这项研究时，我们只是好奇ATXN1-CIC是什么复杂的正常情况下，“高级作者哈德·佐伊博士博士·佐伊博士以及德克洛斯儿童医院的Janl和Dan duncan神经学研究院的贝勒和闺房主任和教育学。ob体育开户网址

研究人员知道ATXN1-CIC复合物的增强功能可导致神经变性条件。在这项工作中，为了辨别在普通大脑的发展中复杂的作用，他们探讨了相反情况的生物后果，复杂失去了其功能。在实验室中使用遗传工具，研究人员选择性地除去了在不同区域中形成复合物的形成的基因小鼠大脑;前脑，下丘脑和杏仁核。

“我们发现，从基因上从前脑细胞中移除这种复合体会导致大脑的学习和记忆缺陷以及过度活跃老鼠，“Co-First作者Qumin Tan博士，分子的博士后研究员人类遗传学在佐格比实验室。“有趣的是，在前脑中，只有上层皮层厚度减少，而下层皮层完好无损。”

“最令人惊讶的是，大脑皮层中相当具体和相对有限的变化是如何引起小鼠剧烈的过度活动的，”共同第一作者卢相智博士说，他在这项研究期间是佐格比实验室的博士生，目前在华盛顿大学。

当研究人员敲除来涉及的基因蛋白质复合体仅在下丘脑和杏仁核中，他们观察到老鼠行为的变化与上面描述的不同。“在这种情况下，老鼠在他们的社会交往中显示出明显的缺陷，”谭说。“例如，他们与其他老鼠互动的时间更少，与不熟悉的老鼠互动的时间也更少。这些行为与观察到的自闭症谱系障碍患者的一些行为相似。”

与在皮质中观察到的厚度的显着变化相反，研究人员在缺乏蛋白质复合物时，研究人员没有观察下丘脑和杏仁菌的结构的任何重大改变。

在老鼠身上的发现引起了研究人员的兴趣，他们决定调查人类类似的基因变化是否与类似的行为有关。

“如果我们没有在老鼠身上发现这些神经问题，我们就不会在人类身上寻找类似的东西，”佐格比说。

人类的连接

为了找到参与形成ATXN1-CIC复合物的基因中携带突变的个体，研究人员在GeneMatcher中输入了他们在小鼠中使用过的候选基因。GeneMatcher是贝勒-霍普金斯孟德尔基因组学中心为罕见疾病研究人员开发的一个网络工具。类似于为情侣配对的在线约会网站，GeneMatcher允许研究人员找到对他们正在研究的相同基因感兴趣的其他人。

“通过GeneMatcher，我们发现了5个携带卡皮卡基因突变的个体，这是与ATXN1-CIC复合体相关的基因之一，”谭说。“总的来说，受影响的个体表现出一系列行为障碍，包括注意缺陷/多动障碍(ADHD)、发育迟缓和智力残疾，一些人还患有自闭症和癫痫发作。”

这些人对自己的状况没有任何解释;他们不知道这是一种遗传疾病，也不知道是什么引起的。这项工作为他们提供了一个答案;研究人员现在可以更好地了解他们的多动和智力残疾的生物学。

“多动症是儿童的一个相对普遍的问题，但是很难理解它，”Zoghbi说。“我认为我们的工作指出了大脑的一个地区，我们可以开始调查，以了解如何推动这种行为。”

“有些人建议小鼠模型不足以研究人类疾病。我认为模型很好，重要的是我们如何研究它们，”佐伊比说。“在这种情况下，对小鼠模型的仔细研究向我们展示了人类患者，以潜在地找到复杂行为障碍的生物学基础，例如ADHD和自闭症谱系障碍。”

“这项工作表明，ATXN1-CIC复合物对于大脑的适当发展和功能非常重要，并且还在人类神经发育障碍中揭示其作用，”卢说。

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