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自闭症病因的新线索

分类:
新闻资讯
作者:
H
来源:
脑健康联盟
2019/07/19 10:30

 

 

 

日期:2019年7月2日

来源:北卡罗莱纳大学医疗保健

简介:科学家揭示了一种对大脑正常发育至关重要的关键细胞机制的细节,涉及一种与自闭症的发展有关的基因变异。

 

 

北卡罗来纳大学医学院的科学家揭示了一种特殊的基因如何帮助组织被称为放射状祖细胞的脑细胞骨架,而放射状祖细胞是大脑有序形成所必需的。先前的研究表明,这种基因在一些自闭症患者身上发生了变异。

发表在《神经元》(Neuron)杂志上的这一发现阐明了大脑发育中一个关键过程的分子细节,并为科学理解自闭症谱系障碍(ASD)的生物学基础增添了新的内容。自闭症这种疾病与大脑发育有关,据估计在美国出生的儿童中,每59个孩子中就有一个患有这种疾病。

“这一发现表明自闭症可能是由大脑皮层刚开始自我构建时发生的早期干扰引起的,”北卡罗来纳大学医学院细胞生物学和生理学教授、北卡罗来纳大学神经科学中心和自闭症研究中心成员伊娃·安东博士说。

与其他大脑结构相比,大脑皮层相对较大,占主导地位。人脑皮层负责高级大脑功能,包括感知、言语、长期记忆和意识。

大脑皮层是如何在人类或其他哺乳动物发育的大脑中构建自己的,目前还远未完全了解。但科学家们知道,在皮质发育的早期,被称为径向胶质细胞(RGCs)的前体细胞以有规律的间隔或平铺方式出现在发育皮质的底部。每一个径向胶质细胞都萌发出一个单独的柄状结构,称为基底过程,延伸到皮质的顶部。这些径向胶质细胞和它们的基本过程共同构成了一个支架,很像建筑工地的支架。

径向胶质细胞分裂形成年轻的皮质神经元,这些新生神经元爬上支架,在发育中的大脑中找到合适的位置。由于这个支架系统,大脑皮层通常形成一个高度规则的结构,有六层不同的神经元,这是正常形成功能神经皮层回路所必需的。

安东博士和他的同事发现,一种名为Memo1的蛋白质编码基因需要用来组织平铺的径向胶质细胞支架。Memo1基因的突变也在一些自闭症患者身上发现,并被怀疑是造成这种状况的原因。为了研究Memo1在大脑发育和自闭症中的作用,安东博士的团队首先设计了一种小鼠,在径向胶质细胞的大脑发育早期,将Memo1基因删除。

他们发现由此产生的径向胶质细胞支架被破坏了。每个径向胶质细胞的茎状基突形成了太多的分支,不再形成导向支架,导致神经元错位和层状结构紊乱。科学家们将这种不良影响部分归因于不稳定的微管,这些微管通常有助于加固支架结构,并充当径向胶质细胞功能所需的关键分子内部运输的铁路。

有趣的是,对自闭症儿童大脑的研究发现了类似的神经元紊乱。然后,科学家们分析了最近报道的患有自闭症行为和智力障碍的人的MEMO1基因突变。他们发现人类MEMO1基因突变导致了MEMO1蛋白的缩短,这可能会破坏径向胶质细胞的发展。

安东博士和他的同事发现,径向胶质细胞中缺乏记忆的老鼠行为异常,表现出缺乏探究性活动,这与一些自闭症患者的表现相似,这进一步支持了自闭症与记忆的联系。

总的来说,研究结果表明,与其他形式的自闭症相比,memo1相关的自闭症可能在发育的早期就与大脑相连,而其他形式的自闭症的起源是神经元分化和连接中断。

安东博士说:“对于像自闭症这样的大脑发育障碍来说,了解问题的根源是很重要的,即使我们离纠正子宫内发生的发育障碍还有很长的路要走。”“如果我们想真正找到这些疾病的根本原因,并最终发展出更好的诊断或治疗策略,我们需要这些基础知识。”

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