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缺乏基因:中国科学家发现了孤独症的新机制——IT新闻

日期:2019-08-20

    资料来源:中国科学院小二黑是一只年轻而强壮的雄性黑鼠,已经习惯了单身生活。一天,房间的门开了,一只光滑的雌性老鼠被放了进来。科学家们密切注意它们在无形地方的相互作用。面对初次相遇的美丽异性,二黑似乎缺乏兴趣。它患有自闭症。而且它的一个基因已经被操纵了。这群老鼠很不寻常。2012年,台湾的一个特殊家庭引起了医学界和科学界的关注。父亲患有孤独症,母亲患有多动症,他们的孩子从双方遗传了遗传缺陷,表现出严重的孤独症症状。父亲的缺失染色体包含7个基因,其中6个已经在敲除小鼠中进行了研究,但是没有发现与自闭症有联系。最后一种基因SH3RF2(也称为POSH2)的研究最少,但潜力最大,因为在12名孤独症患者中发现了该基因的突变。徐志恒,中国科学院遗传学与发育生物学研究所,是少数研究该基因的团队之一。以往的研究大多集中在肿瘤与细胞凋亡的关系上。这次,他们决定建立SH3RF2基因敲除小鼠模型,研究该基因对动物神经发育和行为的影响。在实验中,他们惊讶地发现这些SH3RF2基因单拷贝缺失(SH3RF2/-)的小鼠确实有点不寻常。这些老鼠喜欢用后腿站立,突然跳到天花板上,比正常老鼠更频繁地埋葬不能吃的玻璃球。这些被称为刻板印象。重复刻板印象在人类孤独症患者中也很常见。徐志恒被一个自闭症儿童喜欢把罐头一个接一个地高高地摔倒并继续建造的情况所打动。在他家里,罐头盒到处都是。家庭、爱情和友谊没有通过考试。除了刻板印象的行为外,自闭症的常见表型包括社会障碍和语言发育不良。科学家如何判断这些老鼠的社会和语言能力?老鼠可以与人类听不到的超声波交流。研究人员设计了两种最容易刺激老鼠交流的场景,然后用超声波测试它们的交流强度。第一种是从他们的父母那里去除不需要的SH3RF2/-小鼠。他们叫妈妈的次数比普通的小狗少得多。其次,将雌性小鼠引入成年雄性SH3RF2/-小鼠,它们的叫声频率和持续时间显著小于正常对照组。家庭和爱情似乎有些问题。研究人员进一步观察了他们的“纯友谊”。在经典的“三箱实验”中,SH3RF2/-小鼠“坐在家里,来自远方”。有时它来自熟悉的老鼠,有时它来自完全陌生的老鼠,他们都是同龄的。老鼠是社会动物,喜欢新事物,讨厌旧事物。他们通常对从未见过的动物更感兴趣。它们喜欢用小鼻子摇晃来摸摸和闻它们。有时他们会一起攻击和打斗。但是,SH3RF2/-鼠标对老人或新朋友不感兴趣,它们真的“对没有朋友很酷”。自闭症的“左派”有一个初步的答案。研究人员对此并不满意,他们已经取得了更加惊人的发现。通过观察SH3RF2/-小鼠的神经系统结构,检测其神经活动的电生理信号,发现这些基因敲除小鼠存在海马树突棘发育缺陷、谷氨酸受体亚基组成异常、兴奋性突触异常等问题。集成电路传输。最重要的是,这些缺陷选择性地发生在左脑。临床儿童功能性磁共振成像(fMRI)的结果已经表明人类孤独症患者有左半球脑功能障碍。北京师范大学的张晓辉研究小组负责检测小鼠神经系统中的电脉冲。他们发现SH3RF2/-小鼠在左脑中输入的信息显著减少。他告诉中国科学院,到目前为止,还没有明确的科学解释为什么孤独症患者有单侧大脑缺陷。张晓辉认为这是他们研究的一个亮点。相关研究最近在Cell-Communication网上发表。在回顾这篇论文时,一位同行的专家写道:“这些研究的主要发现是这些小鼠在左半球和右半球表现出不同的缺陷。很有趣,而且很有潜力。另一位专家说:“这项研究为孤独症谱系障碍的进一步研究铺平了道路,因为作者建立的小鼠模型非常有说服力。”好的动物模型非常罕见。有关研究似乎发现了许多与自闭症相关的基因,但只有十几个基因在动物实验中能起到一定的作用。徐志恒说:“因此,通过动物模型的研究,在分子水平、神经系统功能水平和行为水平鉴定一个基因作为自闭症的高危因素,甚至是致病基因是非常有意义的。”