分类
加州大学洛杉矶分校新闻

与自闭症相关的基因也控制着胚胎大脑的发育与自闭症相关的基因也控制着胚胎大脑的发育

加州大学洛杉矶分校领导的一项研究揭示了一种与自闭症谱系障碍、智力障碍和语言障碍相关的基因的新作用。

该基因名为Foxp1,此前曾因其在发育中的大脑神经元中的功能而被研究过。但新的研究表明,它在一组脑干细胞中也很重要这些是成熟神经元的前体。

这一发现确实拓宽了我们认为Foxp1很重要的领域。加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究Eli and Edythe Broad Center的成员、该论文的资深作者Bennett Novitch说。这给了我们一个扩展的思路来思考它的突变是如何影响病人的。

十多年前,Foxp1基因突变首次在自闭症和语言障碍患者身上发现。在胚胎发育过程中,该蛋白在控制与血液、肺、心脏、大脑和脊髓发育相关的许多其他基因的活动方面发挥着广泛的作用。为了研究Foxp1突变如何可能导致自闭症,研究人员通常分析了它在大脑神经元中的作用。

“几乎所有的注意力都集中在已经形成的神经元中Foxp1的表达上,”诺维奇说,他是加州大学洛杉矶分校的神经生物学教授,同时也是神经科学的埃塞尔·谢贝尔主席。

在发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上的一项新研究中,他和同事们监测了小鼠胚胎发育过程中大脑中Foxp1的水平。他们发现,在正常发育的动物中,该基因的活跃时间远远早于先前的研究在那个时期,神经干细胞,也就是所谓的径向神经胶质细胞,刚刚开始在数量上扩张,并产生了在发育中的大脑深处发现的一部分脑细胞。

然而,当小鼠缺乏Foxp1时,在大脑发育的早期阶段,其顶端的径向胶质细胞较少,而它们通常产生的深层脑细胞也较少。Foxp1水平高于正常时,研究人员观察了顶端径向神经胶质和过量的深层大脑细胞出现早期发展又是;此外,持续高水平的胚胎发育后期Foxp1导致不寻常的顶端径向神经胶质神经元深层的生产模式即使在老鼠出生。

我们所看到的是,过多或过少的Foxp1都会影响神经干细胞在小鼠体内复制和形成特定序列的某些神经元的能力。Novitch说。这与在人类病人身上发现的结构和行为异常相吻合。

他解释说,有些人的Foxp1基因发生了突变,减弱了Foxp1蛋白的活性,而另一些人的突变则改变了该蛋白的结构或使其变得异常活跃。

研究组还发现有趣的暗示Foxp1可能重要的属性特定发展中人类大脑只研究人员还研究了人类的大脑组织,发现Foxp1存在不仅在顶端径向神经胶质,像老鼠,而且在第二组neural 干细胞称为基底径向神经胶质。

基底桡神经胶质在发育中的人类大脑中丰富,但在包括小鼠在内的许多其他动物的大脑中却缺失或稀疏,而当Novitch的团队提升小鼠大脑中的Foxp1功能时,类似基底桡神经胶质的细胞就形成了。科学家假设基底径向神经胶质也与人类大脑皮层的大小有关:它们在人类大脑中的大量存在可能有助于解释为什么它比其他动物的大脑大得多。

诺维奇说,虽然这项新研究对自闭症或其他与Foxp1突变相关的疾病的治疗没有任何直接影响,但它确实有助于研究人员了解这些疾病的潜在原因。

在未来的研究中,Novitch和他的同事们计划研究Foxp1在顶端径向胶质细胞和基底径向胶质细胞中调节什么基因,以及这些基因在发育中的大脑中起什么作用。

这项研究的第一作者是加州大学洛杉矶分校的助理项目科学家卡洛琳·阿莱恩·皮尔森。其他作者分别来自德克萨斯大学奥斯汀分校阿拉巴马大学伯明翰分校和波多黎各大学。

这项研究是由美国国立卫生研究院资助,加州再生医学研究所的癌症预防研究所德克萨斯州德克萨斯大学Austin’ s玛丽Betzner明日纪念养老,加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究Center’研究奖计划,包括粘合剂基金会的支持。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/releases/foxp1-gene-autism-growth-embryonic-brain