与自闭症相关的基因也控制着胚胎脑的生长

2020-02-14 绿谷生物 绿谷生物网
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 一项由UCLA领导的研究揭示了与自闭症谱系障碍,智力障碍和语言障碍相关的基因的新作用。

Foxp1基因先前已经在发育中的大脑神经元中进行过研究。但是这项新研究表明,它在一组脑干细胞(成熟神经元的前体)中也很重要。

UCLA的Eli和Edythe Broad再生医学与干细胞研究中心成员,该论文的高级作者Bennett Novitch说:“这一发现确实扩大了我们认为Foxp1重要的范围。”“这为我们提供了一种思考其突变如何影响患者的扩展方法。”

Foxp1的突变最早是在十多年前患有自闭症和语言障碍的患者中发现的。在胚胎发育过程中,该蛋白质在控制许多其他与血液,肺,心脏,脑和脊髓发育有关的基因的活性中起着广泛的作用。为了研究Foxp1突变如何引起自闭症,研究人员通常分析了其在大脑神经元中的作用。

加州大学洛杉矶分校(UCLA)神经生物学教授,担任Ethel Scheibel神经科学主席的诺维奇说:“几乎所有注意力都集中在已经形成的神经元中Foxp1的表达上。”

在《细胞报告》上发表的这项新研究中,他和他的同事们监测了正在发育的小鼠胚胎大脑中Foxp1的水平。他们发现,在正常发育的动物中,该基因的活性比以前的研究表明的要早得多-在这个过程中,被称为顶端放射状神经胶质的神经干细胞开始大量繁殖,并产生了一个深层的脑细胞。在大脑发育中。

但是,当小鼠缺乏Foxp1时,在大脑发育的早期,它们的根尖radial神经胶质细胞就会减少,而它们通常会产生的深层脑细胞也会减少。当Foxp1的水平高于正常水平时,研究人员观察到更尖的radial神经胶质细胞以及发育早期出现的那些深部脑细胞过多。此外,即使在小鼠出生后,在胚胎发育的后期仍持续高水平的Foxp1导致深层神经元的顶radial神经胶质细胞产生异常模式。

Novitch说:“我们发现Foxp1的过多和过少都会影响神经干细胞以特定顺序复制并形成某些神经元的能力。”“这与人类患者中发现的结构和行为异常相符。”

他解释说,有些人的Foxp1基因突变削弱了Foxp1蛋白的活性,而另一些人的突变则改变了该蛋白的结构或使其过度活跃。

研究小组还发现有趣的暗示,Foxp1对于人类大脑发育特有的特性可能很重要。研究人员还检查了人的大脑组织,发现Foxp1不仅存在于小鼠的顶端radial骨神经胶质中,还存在于第二组称为基底stem神经胶质的神经干细胞中。

发育中的人脑中基底radial神经胶质丰富,但包括老鼠在内的许多其他动物的脑中则缺乏或稀疏。但是,当Novitch的研究小组提高小鼠大脑中的Foxp1功能时,形成了类似于基底radial状胶质细胞的细胞。科学家推测,基底radial神经胶质细胞也与人脑皮质的大小有关:它们在人脑中的大量存在可能有助于解释为什么它比其他动物大得多。

Novitch说,尽管这项新研究对自闭症或与Foxp1突变相关的其他疾病的治疗没有任何直接影响,但确实有助于研究人员了解这些疾病的根本原因。