探索組織中早期大腦發(fā)育的基因

當大腦開始發(fā)育時，會有很多活動的部分——而當早期神經(jīng)發(fā)育出現(xiàn)突變時，就會導致頭部畸形、自閉癥等疾病。但是科學家們對扭曲的發(fā)展方式知之甚少，尤其是在人類當中。

這就是南加州大學腦神經(jīng)分子生物學中心博士后研究員張偉對特定基因如何影響早期大腦發(fā)育感興趣的原因。

通過之前的研究，張和他的同事已經(jīng)開發(fā)出了一種特定的基因RAB39b。他們搜索科學文獻，以了解更多關(guān)于基因及其功能的信息。

張說，RAB39b被報道為自閉癥譜系障礙(ASD)的危險基因，與X染色體有關(guān)。這種基因的突變會導致大頭畸形、自閉癥、智力低下、癲癇和帕金森病的早期發(fā)作。他說：“然而，RAB39b的功能研究非常有限，RAB39b突變導致大頭畸形和ASD的機制仍不清楚?！毖芯咳藛T對此非常感興趣，并決定進行調(diào)查。

大頭畸形/自閉癥是自閉癥的一個子集。嬰兒的腦表面積會在出生前后幾周發(fā)展為大頭/自閉癥，然后在出生后繼續(xù)變得比正常人大，隨后是自閉癥。張說，這使得大腦發(fā)育的研究對于探索自閉癥的機制至關(guān)重要。

他的實驗室開發(fā)了一個系統(tǒng)，可以使用小鼠模型和人類大腦器官來研究大腦的發(fā)育——一個在實驗室中人工生長的微型大腦。十年前，這些器官看起來像豌豆大小的斑點，由人類干細胞生長而來，并通過電活性神經(jīng)元自組織成類似大腦的結(jié)構(gòu)。

它們已被用于發(fā)現(xiàn)寨卡病毒引起的小頭癥和精神分裂癥，甚至用于測試新藥。

利用這兩個模型，張和他的同事刪除了小鼠和人類大腦器官中的RAB39B基因。小鼠表現(xiàn)出大頭畸形和自閉癥樣行為的跡象，人類大腦器官因基因缺失而擴大和受損。

張說，這說明了這個基因的突變是如何破壞所謂的神經(jīng)祖細胞的生長和分化的，而神經(jīng)祖細胞又會變成不同的腦細胞類型。

最終，這可能會導致大頭和自閉癥。這項研究是在南加州大學助理教授陳的實驗室指導和進行的，并于上月發(fā)表在《基因與發(fā)展》雜志上。該研究的副主任楊柴' 91博士和DDS '96也對此研究做出了貢獻。

根據(jù)疾控中心自閉癥和發(fā)育障礙監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，大約59名兒童中有一名被確定患有自閉癥譜系障礙。張說，這項研究可以為神經(jīng)發(fā)育障礙以及與跨物種大頭和自閉癥相關(guān)的常見方式提供新的見解。

現(xiàn)在，很明顯，這個基因在調(diào)節(jié)新腦細胞的生長中起著重要作用。張和他的同事希望研究RAB39b在調(diào)節(jié)依賴于神經(jīng)元活動的信號網(wǎng)絡(luò)中的作用，從而進一步探索自閉癥譜系障礙的機制。

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