基因突变如何导致自闭症和智力残疾

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美国西北大学医学院的科学家们发现了一种特殊的基因突变导致儿童智力障碍和自闭症谱系障碍的原因。

西北大学芬柏格医学院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)自闭症和神经发育新中心(Center for Autism and Neurodevelopment)主任、该研究的主要作者彼得·彭泽斯(Peter Penzes)说:“我们已经解决了这个谜题的一个重要部分,即这种突变如何导致智力残疾和精神疾病。”

这篇论文发表在12月5日的《神经元》杂志上。

西北大学的科学家发现,在人类患者中,一种名为Usp9x的基因发生了突变,导致大脑中突触数量减少。这是因为Usp9x保护另一种叫做锚蛋白g的蛋白质,它的作用是生长和稳定突触。正在发育的大脑需要在神经元之间建立大量的突触,这样细胞才能在大脑发育的同时进行交流和学习。

但是当Usp9x突变时,它不能稳定增强突触的锚蛋白g。因此,科学家们发现,潜在的增强蛋白会降解并破坏稳定,导致大脑中的突触减少。带有这种突变的个体有发育迟缓、学习困难、焦虑和多动症。    

除了锚蛋白g, Usp9x还保护其他几种重要的突触增强蛋白,这些蛋白突变时也会导致智力障碍和自闭症。Usp9x是大脑发育和学习所必需的许多关键蛋白的主稳定剂。

值得注意的是,已知锚蛋白g的严重突变也会导致智力残疾和自闭症。或者,如果一个人遗传了一种不那么严重的锚蛋白g突变,他们的突触在童年时期相对正常地发育。但是在青春期,当大脑成熟时,突触会大量更替,这些重要的神经元连接点会比正常情况下失去更多。结果可能是精神分裂症和躁郁症。

可能与癌症药物有关

有趣的是,Usp9x和相关蛋白也与癌症有关,并引起了制药行业的兴趣。因此,一些来自癌症药物开发过程的候选药物可能被用于以Usp9x为靶点治疗某些形式的智力残疾、自闭症、精神分裂症和双相情感障碍。

关于西北大学自闭症和神经发育中心

该中心的使命是促进跨学科研究合作,旨在了解自闭症和相关神经发育障碍的生物学基础,并促进将这些知识转化为新的治疗方法。

自闭症是一种非常普遍的神经发育障碍。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据,每68名儿童中就有一名被确诊为自闭症谱系障碍。

“在过去的几年里,许多自闭症和相关疾病的遗传原因已经被发现,这可能为深入了解其神经生物学基础提供了思路,”Penzes说。“下一个主要挑战是了解这些基因在塑造大脑回路发育中的作用,以及它们不适当的功能是如何阻碍神经发育的。”这些基因和神经发育过程可以作为治疗自闭症和相关疾病的新药靶点。”

潘塞斯也是鲁斯和伊芙琳·邓巴精神病学和行为科学教授。

其他西北大学的作者有Sehyoun Yoon, Euan Parnell, Marc P. Forrest, Mike Piper, Lachlan Jolly和Stephen A. Wood。

这项研究由国立卫生研究院国家精神卫生研究所的grant R01MH107182资助。

主题:范伯格医学院,医学,研究

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2019/12/how-gene-mutation-causes-autism-and-intellectual-disability/

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