來自Scripps研究院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種單基因突變能嚴重干擾兒童早期大腦環(huán)路發(fā)育的組織構(gòu)成，這種基因表達的單個蛋白具有影響智力和行為發(fā)育的廣泛作用，這將有助于解釋遺傳突變?nèi)绾卧斐蓮碗s認知和行為障礙的，相關(guān)成果公布在Cell雜志上。

這個遺傳突變能引起發(fā)育失序癥，包括智障，自閉癥系列的疾病，研究發(fā)現(xiàn)這一突變常影響突觸，后者正是大腦復雜電化學信號系統(tǒng)中兩個神經(jīng)細胞之間的橋梁。有相當大比例的嚴重智力和行為障礙的兒童被認為出現(xiàn)了關(guān)鍵神經(jīng)發(fā)育基因的單突變，然而在這一最新研究之前，科學家們還未能準確找到與智力異常發(fā)育有關(guān)的致病基因突變和突觸功能。

“在這項研究中，我們完成了此前其他人未能完成的研究”，領(lǐng)導這一研究的Gavin Rumbaugh教授說， “利用一種動物模型，我們分析了引發(fā)智力障礙的圖表，并首次找到了異常突觸成熟之間的因果關(guān)聯(lián)，在神經(jīng)發(fā)育障礙的成人中常見的大腦發(fā)育和影響終生的認知失常就會出現(xiàn)這些異常突觸成熟”。

失去平衡

這項研究聚焦于一種關(guān)鍵的突觸蛋白：SynGAP1，研究稱，編碼這種蛋白的基因出現(xiàn)突變，造成了全球預計上百萬人出現(xiàn)異常。

“一些基因在正常認知能力沒有受到影響的時候，不會發(fā)生改變，”Rumbaugh的說，“SynGAP1是最重要的認知基因之一，迄今為止，每發(fā)現(xiàn)一次干擾SynGAP1功能的突變，就會出現(xiàn)個體大腦無法正常發(fā)育的情況，這個基因以一種之前未知的方式調(diào)控了突觸功能。”

研究人員研發(fā)了一種新動物模型，這種模型僅缺失了SynGAP1的一個拷貝，就像某些患有智力缺陷的病患一樣，利用這一模型，研究人員發(fā)現(xiàn)某些突觸在出生后不久就過早發(fā)育了，這種活性顯著提高的情況在海馬區(qū)（大腦記憶的關(guān)鍵區(qū)域）發(fā)育過程中被稱為excitability（興奮）——大腦細胞激活的方式，興奮與抑制之間的平衡在早期發(fā)育階段尤為重要，此時最終將構(gòu)成正常認知和行為功能的神經(jīng)連接正在形成。

“你可能會覺得這種大腦環(huán)路的加速發(fā)育會令你更聰明，”Rumbaugh說?！钡@種增加的興奮性其實破壞了大腦的發(fā)育，我們認為這些興奮神經(jīng)突觸的過早成熟擾亂了之后的發(fā)育關(guān)鍵進程，從而造成了這一復雜過程出現(xiàn)紊亂，阻遏了正常智力和行為的發(fā)育?！?/SPAN>

一個關(guān)鍵時機

有趣的是，如果在關(guān)鍵發(fā)育階段后誘導這些突變，則對于突觸功能幾乎完全沒有影響，而且在成人后再修復這些致病突變也不會改善行為和認知。

“這項研究的一個重要發(fā)現(xiàn)就在于，我們能夠去除這些突變，恢復成年小鼠的SynGAP1蛋白水平，從而顯著提高其智力和行為，不過這種干預對其它動物沒有效果，”Rumbaugh的說。

這些研究結(jié)果表明，對神經(jīng)發(fā)育障礙進行早期干預十分重要，尤其是對于認知障礙問題。這一小組目前正積極的尋找發(fā)育過程中的最佳時期，以便獲得修復這些突變的最有利時機。

Rumbaugh推測道，成功找到這種治療時機，并結(jié)合快速尋找尚在子宮的可能致病基因，將能為根除這種類型的智障，降低自閉癥風險提供一條可能的途徑， “我們相信，治愈是有可能的，”他說，“而且還有可能存在許多引發(fā)這一系列失序癥中的某種不同形式失序癥的其它單突變，因此我們的這一方法也可以應用于其它疾病研究”。