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来自正常小鼠(左)的神经元比来自缺乏SNX27的小鼠的神经元更长且更饱满(右)。在一项新发表的研究中,研究人员展示了唐氏综合征和低SNX27的相关性,发现唐氏综合症遗传的额外染色体损害了学习和记忆,因为它导致大脑中低水平的SNX27蛋白。什么是唐氏综合症 - 21号染色体遗传的额外染色体改变了大脑和身体发育?研究人员有新的证据表明一种叫做分选nexin 27或SNX27的蛋白质。 SNX27的产生被21号染色体上编码的分子所抑制。该研究发表于3月24日的“自然医学”杂志上,该研究显示SNX27在人类唐氏综合症大脑中减少。 21号染色体的额外拷贝意味着患有唐氏综合症的人产生较少的SNX27蛋白,这反过来会破坏大脑功能。此外,研究人员表明,在唐氏综合症小鼠中恢复SNX27会改善认知功能和行为。 “在大脑中,SNX27在细胞表面保留了某些受体,这些受体是神经元正常发射所必需的,”该研究的资深作者,Sanford-Burnham博士,Huaxi Xu博士说。 “因此,在唐氏综合症中,我们认为缺乏SNX27至少部分归咎于发育和认知缺陷。”SNX27在大脑功能中的作用Xu及其同事开始研究缺乏一个snx27基因拷贝的小鼠。他们注意到老鼠大部分都是正常的,但在学习和记忆方面表现出一些重大缺陷。所以团队深入挖掘以确定为什么SNX27会产生这种效果。他们发现SNX27有助于将谷氨酸受体保留在神经元的细胞表面。神经元需要谷氨酸受体才能正常运作。由于SNX27较少,这些小鼠的活性谷氨酸受体较少,因此学习和记忆受损。唐氏综合症患者的SNX27水平较低然后该团队开始考虑唐氏综合症。缺乏SNX27的小鼠与唐氏综合症有一些共同特征,所以他们用这种情况看了人脑。这证实了他们实验室发现的临床意义 - 患有唐氏综合症的人具有显着较低水平的SNX27。接下来,Xu及其同事想知道唐氏综合症和低SNX27是如何联系的 - 额外的21号染色体是否会编码影响SNX27水平的东西?他们怀疑microRNA是一小块遗传物质,它们不会编码蛋白质,而是会影响其他基因的产生。事实证明,21号染色体编码一种称为miR-155的特定microRNA。在人类唐氏综合症大脑中,miR-155水平的增加与SNX27的减少几乎完全相关。徐和他的团队得出结论,由于额外的染色体21拷贝,患有唐氏综合症的人的大脑产生额外的miR-155,其通过间接方式降低SNX27水平,反过来降低表面谷氨酸受体。通过这种机制,学习,记忆和行为受到损害。恢复SNX27功能可以挽救唐氏综合症小鼠如果患有唐氏综合症的人只是有太多的miR-155或者SNX27不够,那可以修复吗?该团队探索了这种可能性。他们使用非感染性病毒作为递送载体,在唐氏综合症小鼠的大脑中引入新的人类SNX27。 “在SNX27治疗后,一切都恢复正常。令人惊讶的是 - 首先我们看到谷氨酸受体回来了,然后在我们的唐氏综合症小鼠中修复了记忆缺陷,“Xu的实验室的研究生和该研究的第一作者王鑫说。 “然而,这种基因治疗并没有在人类中真正发挥作用。因此,我们现在正在筛选小分子以寻找可能增加大脑中SNX27产生或功能的一些分子。“出版物:Wang,X.,Zhao,Y.,Zhang,X。,Badie,H.,Zhou,Y。 ,Mu,Y.,Loo,L.,Cai,L.,Thompson,R.,Yang,B.,Chen,Y.,Johnson,P.,Wu,C.,Bu,G.,Mobley,W。 ,Zhang,D.,Gage,F.,Ranscht,B.,Zhang,Y.,Lipton,S.,Hong,W。,&Xu,H。(2013)。排除nexin 27的缺失通过调节唐氏综合症中的谷氨酸受体再循环而导致兴奋性突触功能障碍。自然医学DOI:10.1038 / nm.3117来源:Heford Buschman博士,Sanford-Burnham医学研究所图片: