研究发现了威廉姆斯综合征中导致大脑发育障碍的新原因

特拉维夫大学和希伯来大学的一项新研究发现，在患有威廉姆斯综合征(一种罕见的多系统遗传综合征，会导致大脑发育障碍)的人群中，异常过程会导致大脑发育必需基因的表达中断。根据研究人员的说法，“我们的发现可能有助于靶向治疗的未来发展，使我们在研究中确定的受影响基因能够正常表达。”

这项研究是由特拉维夫大学心理科学学院和Sagol神经科学学院的Boaz Barak博士和希伯来大学农业、食品和环境学院的Asaf Marco博士领导的。参与这项研究的还有来自Barak博士实验室的Sari Trangle博士、Gilad Levy先生和Ela Bar女士，以及Marco博士实验室的Tali Rosenberg博士和Hadar Parnas女士。研究结果发表在《分子精神病学》．

巴拉克博士说:“威廉姆斯综合征是一种罕见的多系统遗传综合征，包括先天性疾病大脑发育这导致了社会交往的增加，智力迟钝和其他特征。过去的研究表明，威廉姆斯综合征患者的7号染色体上缺失了25个基因，迄今为止对该综合征的研究主要集中在这些缺失的基因及其功能上。”

“我们想检查这种综合征是否也以基因组中的缺陷为特征大脑细胞阻碍了必需基因的正常表达。具体来说，我们的问题是:是否有可能某些基因在威廉姆斯综合征患者的大脑中没有正确表达，这是由于甲基化现象——当一种被称为a的分子甲基位于基因组中存在的某个基因上，阻止它正确表达自己?”

为了说明这一现象，巴拉克博士以一本说明书为例，其中一些页面被撕掉了(与缺失的基因类似)，由于缺少这些页面，任何遵循说明的人都会犯错误。同样地，用黑色记号笔在书中剩下的书页中隐藏一些字母会导致指令被破坏，就像现有基因的甲基化会破坏其表达一样。

研究人员强调，甲基化在很多情况下是人体细胞的一种正常机制，因为它的作用是在适当的时候阻止某些基因的表达。然而，当甲基化的正确应用受到干扰时，基因的异常表达可能导致细胞功能受损，进而损害各种器官，包括正常器官大脑发展，正如在当前的研究中发现的。

作为研究的一部分，研究人员检查了患有和没有威廉姆斯综合征的成年人的脑组织，这些人死于与该综合征无关的原因，并将他们的大脑捐献给了科学研究。

Barak博士解释说:“我们集中研究了额叶的样本，额叶是大脑中负责认知和决策等大脑功能的区域。在之前的一项研究中，我们发现了威廉姆斯综合征患者神经细胞特征和支持神经细胞活动的细胞的损伤。”

“在这项研究中，我们检查了所有细胞中的所有基因额叶以确定威廉姆斯综合征患者的基因是否经历了异常的甲基化过程，即与正常发育的大脑相比，基因沉默增加或减少。”

研究人员发现，威廉姆斯综合征患者大脑的这一区域确实存在异常甲基化，导致许多与大脑神经功能正常发育相关的基因的正常表达被破坏，比如社会行为的调节(众所周知，威廉姆斯综合征患者过于友好)、认知、大脑的可塑性和细胞存活。

Marco博士说:“我们发现了威廉姆斯综合征患者基因表达缺陷的重要信息，即使这些基因完全存在于脑细胞的基因组中，直到现在我们还不知道这些异常调控的基因与该综合征有关。此外，我们的主要发现之一是甲基化的破坏不一定出现在功能受损的基因附近，有时破坏位于离它很远的地方。”

“这一信息至关重要，因为它使我们能够更好地了解DNA的空间组织及其对基因控制的影响。此外，由于我们知道酶能够去除或添加甲基分子，下一个挑战将是精确地将这些酶引导到我们研究中确定的中断位点，以使基因得到适当的表达。”

巴拉克博士总结道:“我们的研究揭示了与威廉姆斯综合征特征的残疾相关的新因素。到目前为止，我们关注的不是缺失基因的影响，而是更多基因以一种有缺陷的方式表达。基于我们的发现，我们有可能将未来的努力集中在靶向治疗的开发上，这些治疗将到达我们在研究中确定的受损位点，以‘纠正’有缺陷的表达。”