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自闭症新发现:小鼠自闭行为遭逆转

2012年11月24日9:12 新浪科技中国脑病网

  自闭症谱系障碍包括了一系列的神经发育疾病,主要影响三类行为:社会交往、人际交流以及重复的兴趣或行为。 北京时间11月23日消息,近日,来自麦基尔大学和蒙特利尔大学的研究者确定了自闭症谱系障碍(ASD)与蛋白质合成途径之间的关键联系,为开发新的医疗手段提供了支持。
蛋白质合成的调控,又称为信使核糖核酸(mRNA)的翻译,是细胞制造蛋白质的过程。这一过程与细胞和生物体各方面功能的实现息息相关。研究人员近期在小鼠实验中发现,一组名为神经配蛋白(neuroligins)的蛋白质如果合成的量太多,就会导致类似于自闭症谱系障碍的症状。研究还发现,成年小鼠的这种似自闭症行为可以通过抑制蛋白质合成,或者基因疗法等进行恢复。相关的研究结果发表在《自然》杂志上。
根据美国疾病控制与预防中心的数据,每88名儿童中就有1名罹患自闭症谱系障碍,而且这种疾病在不同肤色、种族或经济阶层中的发病率并无差异。此外,自闭症谱系障碍在男孩中的发病率(1/54)几乎为女孩(1/252)的5倍。
“我们实验室致力于揭示非正常调控的蛋白质合成过程与癌症病因的关系。我们惊奇地发现,同样的过程与自闭症谱系障碍中的过程很相似,”Nahum Sonenberg教授解释道,“我们采用的小鼠模型中,控制蛋白质合成起始的一个关键基因被敲除,使这些小鼠体内的神经配蛋白产量增高。神经配蛋白对大脑中神经元之间的突触形成和调节,以及神经元之间的信息传递平衡都具有重要作用。”Nahum Sonenberg教授来自麦基尔大学医学院的生物化学系,并在古德曼癌症研究中心任职。
“自从2003年在自闭症谱系障碍病人中发现了神经配蛋白的突变以来,有关的精确分子机制仍未搞清楚,”文章的主要作者、麦基尔大学的博士后研究人员 Christos Gkogkas说,“我们的工作第一次将神经配蛋白的翻译机制与小鼠突触的功能改变,以及小鼠似自闭症行为联系起来。关键是,我们在成年小鼠中实现了似自闭症行为的逆转。首先,我们采用之前用于癌症治疗的复合物来抑制蛋白质合成;其次,我们利用非复制性病毒作为载体切断了神经配蛋白的过度合成。”
计算机模拟在这项研究中扮演了重要角色。“通过使用一种特别开发的全新算法,我们解答了Sonenberg博士的问题。我们确定了与神经配蛋白有关的mRNA的独特结构,这很可能导致了其特异性的调控机制。”蒙特利尔大学免疫学和癌症研究所,及计算机科学系的Franois Major教授解释道。
研究人员发现,神经配蛋白的合成失调会提高突触的活性,导致大脑细胞的兴奋与抑制失去平衡,从而为解开自闭症的奥秘开辟了令人兴奋的新途径。
“通过选择性减少某类神经配蛋白的合成,以及扭转细胞间突触兴奋的变化,我们成功阻止了小鼠的自闭行为,”蒙特利尔大学中枢神经系统研究组及生理学系的Jean-Claude Lacaille教授解释道,“简而言之,我们在脑细胞中操纵了这些机制,并观察了它们如何影响动物的行为。”研究人员还可以通过操纵另一种神经配蛋白,来抑制或增强自闭症的行为。“平衡状态可以受到影响这一事实,表明存在通过靶向这些机制进行药物干预的潜力。”Lacaille总结道。

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