科学家揭示了罕见的基因突变如何影响脑发展和记忆

加州大学欧文分校(University of California, Irvine School of Medicine)的研究人员发现，一种罕见的基因突变改变了老鼠的大脑发育，损害了记忆，扰乱了神经细胞之间的通信。他们还表明，记忆问题可以通过将一种特定类型的神经细胞移植到大脑中来改善。研究结果今天发表在神经元。

“数百种基因的突变与神经发育疾病有关，其中许多人具有无法通过可用治疗方案管理的毁灭性的行为后果，”罗伯特亨特，博士学位，解剖学和神经生物学助理教授，他领导了这项研究与年轻的金，博士学位，博士。“现在，该领域的一项重大挑战是确定每个人的潜在事业罕见的遗传疾病因此，可以开发新的，疾病特异性疗法。“

UCI团队专注于CHD2基因，科学家们认为CHD2可以改变染色质(DNA和蛋白质的盘绕复合体)的结构，并控制数百种其他基因的表达。正常情况下，人类有两个CHD2基因副本。然而，在某些情况下，一个副本丢失会导致发育障碍，如智力残疾、癫痫或自闭症。

模拟人类疾病，更好地理解CHD2是如何参与其中的大脑亨特和他的同事创造的老鼠只有一个CHD2基因的功能拷贝。值得注意的是，这些老鼠有严重的记忆问题，大脑中的电振荡增加，这与人类的情况相似。

仔细看看动物的大脑揭示了脑电路的异常发展，包括神经元彼此通信的方式的变化，以及控制脑电路的活动的较少抑制性的中间核。小鼠神经元还显示出超过100种与之相关的其他基因的表达差异神经发育障碍。在胚胎时期，许多被改变的基因参与了神经发生等关键的生物过程，但在成年动物中，基因与神经元活性和突触功能相关。这表明CHD2可能发挥不同的作用早期大脑发育和成年。

调查结果促使亨特的团队移植胚胎祖先细胞能够将抑制性核心核产生成突变小鼠的大脑。它们针对海马，一个脑区域对学习和记忆至关重要，用于细胞移植。

“抑制性神经元调节记忆功能所需的振荡节律，”亨特说。“我们一直在开发一种类似的神经元间细胞治疗癫痫的方法，所以我们自然会想到在CHD2突变的老鼠身上尝试这种方法。”

在UCI研究中，移植的抑制细胞在整个海马中迁移并产生了新的中间核，实际上取代了缺失的脑细胞突变小鼠。除了有更多的抑制性神经细胞，治疗小鼠显示了海马依赖记忆的显著改善。

亨特说:“至少在原则上，应该有可能开发出针对CHD2突变等遗传疾病的靶向疗法。”“那太好了，因为在很多情况下，目前可用的药物根本没有治疗价值。”

虽然新研究向理解CHD2的作用提供了重要的一步大脑发育并且功能，在临床中可用于细胞疗法之前，需要进一步研究。亨特实验室下一步旨在更接近地评估鼠标模型中的脑布线，并探讨CHD2突变如何影响不同的神经元途径。

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