科学家在大鼠身上创建了新的唐氏综合症遗传模型
为了寻求更好的方法来测试新疗法，并进一步探索与唐氏综合症相关的独特遗传学的影响，约翰·霍普金斯医学院和日本鸟取大学的研究人员对据信是首个唐氏综合症大鼠模型进行了基因工程和特征分析。
他们的研究报告发表在1月24日的美国人类遗传学杂志．
长期以来，科学家们一直在寻找改善唐氏综合症患者医疗护理的方法，尤其是那些遭受身体和精神挑战的患者，这些挑战是唐氏综合症的标志。这些风险包括心脏缺陷、肠胃问题以及学习和记忆困难。
“开发一个动物模型约翰·霍普金斯大学医学院生理学教授罗杰·h·里夫斯博士说:“与人类唐氏综合症具有这些特征的人，将使我们能够更有效地测试治疗方法，更有可能开发出对人类有效的治疗方法。”
从根本上说，唐氏综合症是所谓的染色体“三体”或三倍的结果。一个典型的人类细胞有23对染色体，其中包含着控制其内部运作以及如何与身体其他部分相互作用的遗传指令。当一个人出生时带有多余的第21条染色体的部分或全部副本时，就会发生唐氏综合症，这种情况称为21三体。这种额外染色体的影响在全身广泛表达，其影响在个体之间有所不同。
老鼠不会像人类一样随机生出多出第21条染色体的后代，因此研究人员着手完成一项复杂的基因工程壮举，培育出多出第21条染色体的老鼠。
这一过程包括将第21条染色体从人类白细胞转移到小鼠细胞，然后转移到鸡细胞，然后是仓鼠细胞，最后进入大鼠胚胎。
在每一次转移中，研究人员都进行了不同的基因修饰，包括添加一种绿色发光蛋白质，在紫外线下，这种蛋白质可以识别出有额外的第21条染色体的大鼠。
然后，里夫斯和他的团队评估了转基因老鼠的认知能力和能力物理特性与第21条染色体相关的性状。
例如，为了测试大鼠的学习和记忆能力，研究人员对转基因大鼠进行了标准化的迷宫测试。
拥有额外第21条染色体的老鼠比基因正常的老鼠花了更长的时间来解决迷宫。当他们连续四天被要求解决同一个谜题时，他们也更难记住迷宫的答案。
其他认知测试反映，总体而言，拥有额外第21条染色体的大鼠比没有额外染色体的大鼠更焦虑和多动。这些结果与对唐氏综合症患者的评估一致，唐氏综合症患者报告有更高的焦虑、注意力障碍以及学习和记忆障碍。
在解剖学研究中，研究人员还发现a大脑结构被称为小脑的老鼠有一个额外的第21条染色体明显更小。小脑是身体核心功能的中心，包括大脑的信息处理，而患有唐氏综合症的人的小脑要小得多。
“在开发帮助小鼠小脑生长的药物方面已经取得了进展，”里夫斯说。“如果我们最终将其转化为人类药物，我们可能能够帮助唐氏综合症患者提高他们的学习和记忆技能。”
唐氏综合症患者明显的面部差异——比如更平的脸，杏仁状的眼睛和更小的头——也出现在老鼠身上。虽然人们无法通过观察老鼠来确定它的脸是否与典型的啮齿动物不同，但计算机程序可以测量出这种差异。头骨在CT机中被扫描，数据被添加到计算机建模程序中，结果显示大鼠的鼻子变短了。在老鼠头骨中构成这些特征的骨头与在人类头骨它们构成了唐氏综合症患者特有的面部“变平”。
最后，多出第21条染色体的大鼠中，有17%的大鼠心室异常，这与高达21%的唐氏综合症儿童所诊断出的情况类似并发症状．
