自闭症关键基因突变可能在生命早期的改变大脑

在小鼠新发现强调出生后的潜在治疗靶点的障碍

通过 达纳·史密斯

Glowing mouse neuron
从小鼠神经元的电记录揭示了一个领先的自闭症基因如何改变大脑出生前和出生后的信号差异。这里的科学家用吸管(亮挖起杆),以创纪录的同时从细胞体和轴突。 图片来源:折弯机实验室/太阳2首页

坚决与孤独症有关的严重形式的基因突变妨碍了大脑细胞如何沟通并相互连接,根据太阳2首页的科学家在小鼠中进行新的研究。

不同于与孤独症有关的其他基因突变,这被认为是改变出生前的大脑发育,大脑的信号,可能会出现更接近在生命的最初几年自闭症症状出现的新标识的变更,募集希望今后治疗可干预时间纠正损害。

“在一次又一次的研究中,研究人员不断发现这个基因和自闭症之间的强关联,”说 斯蒂芬·桑德斯,BMBS,博士,精神病学太阳2首页的助理教授,谁是耶鲁大学队的成员 - 为首 马修状态博士,现在奥本多夫家庭特聘教授和精神病学的椅子在太阳2首页 - 首先确定的基因,称为SCN2A,如在2012年自闭症牵连的基因。

“这是前两名现在出与孤独症相关的百余个基因中的一个,并且连接只是变得越来越强大,”桑德斯说。

的SCN2A基因产生在细胞中的钠通道,它们是必不可少的神经元,以产生它们使用与彼此通信的电信号的键类型。如何阻碍通道的功能可能会导致自闭症,不过,一直不清楚。

在这项新的研究,发表2019年6月20日,在 神经元中,研究人员已删除的小鼠中SCN2A基因的一个拷贝,导致活的钠通道的一半的正常数。这导致了两个问题:早期大脑发育过程中,神经元做少“兴奋”,减少他们发射信号的数量;后来,虽然细胞的放电频率恢复正常,而突触的强度 - 神经元之间的连接 - 这取决于这些电气通讯,得到了弱。

“我们已经凝聚一种复杂的,多方面的障碍分为两个细胞的变化,这使得问题更加容易处理,”说 凯文弯管机博士,神经内科的太阳2首页的助理教授,资深作者在纸上。 “结合我们前面与斯蒂芬的研究,首先布局 如何在SCN2A孤独症相关的突变改变钠通道功能我们现在拥有的细胞类型,脑区,并导致自闭症时SCN2A受到影响职能转变的一个好主意。”

凯文弯管机 portrait
凯文·本德尔博士

神经科学家已经表明以前所讨论的钠通道在一个称为轴突神经元,一个长而细的线状扩展,中继电信号到下一个单元的链的一部分存在最初主要。正如所料,在它们的轴突更少的钠通道的神经元的能力较差火,解释他们的降低兴奋性。

但在中途经过大脑发育,神经元改变如何以及在何处,他们使用这些渠道。在小鼠出生后的第一周(大致相当于一年在人类中)之后,信道由不同类型的信道钠在轴突取代,而不是开始在一组不同的结构,称为枝晶的展现出来,其中来自其他小区的接收信号。在那里,SCN2A渠道似乎有助于加强细胞间的突触连接。在新的研究报告的实验表明,其结果是,这些钠离子通道较少的细胞结束了与整体较弱的突触。

在该领域的主要临床担心的是,如果在子宫内大脑发育过程中的生命或更早,比如第一年发生的导致自闭症大脑的变化,这将是非常困难的及早进行干预,找出问题所在。但如果自闭症是由问题后大脑的发育阶段驱动,新的研究表明,可能的情况下,科学家可能找到办法来纠正及时的问题。

“现在最大的问题是,它的这两种效应导致自闭症?是它在兴奋性降低,突触强度下降,或者是两者兼而有之?”说弯管机。 “从治疗角度考虑,这是至关重要的,因为如果它在兴奋性下降,我们可能已经错过了船。但如果它的突触,我们有可能解决这个问题,因为所做的更改不会出现,直到后来“。

现在,科学家们正在探索遗传干预以校正在小鼠中SCN2A突变,可能一天导致能够在具有类似钠通道损伤治疗人类疾病的基因治疗。

“我们走进该研究认为发展的最初阶段将是最重要的,这会使得治疗更加困难,甚至是不可能的,”桑德斯说。 “这个发现给了我们希望,因为即使在孩子谁被诊断较晚,仍然​​有一个治疗的潜力。”