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全球超1亿人受困智力障碍 交大团队发现遗传秘密为治疗提供新思路

来源:新民晚报     记者:易蓉     作者:易蓉     编辑:任天宝     2018-01-11 09:06 | |

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来源/视觉中国

  18岁前表现出明显智力缺陷的一组疾病被称为智力障碍,全世界有超过1亿人遭受该病的影响。已有研究发现组蛋白去甲基化酶Phf8基因在大脑认知功能中的潜在重要作用,但这一基因突变如何造成智力障碍的具体机制仍不清楚。上海交通大学Bio-X研究院、脑科学与技术研究中心李卫东实验室与中科院生化细胞所陈德桂实验室紧密合作,通过对Phf8基因敲除小鼠的一系列长期研究,终于对这一问题提出了科学解释,并且发现抗癌药物雷帕霉素(Rapamycin)能够治愈出现在小鼠模型中的学习记忆功能缺陷,这项研究为智力发育障碍的治疗提供了一种新的可能方案。研究成果9日在国际著名期刊《自然通讯(Nature Communications)》在线发表(“Histone demethylase PHF8 deficiency causes cognitive impairments through the mTOR pathway”)。

  长期以来,X染色体连锁基因缺陷被认为是智力发育迟滞的重要原因。在X连锁智力障碍病患家系基因分析中,组蛋白去甲基化酶Phf8基因突变被发现,人们开始注意到Phf8基因在大脑认知功能中的潜在重要作用。

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图说:研究发现基因敲除小鼠能够模拟病患中广泛出现的学习记忆障碍 研究团队供图

  大脑的学习记忆由神经突触强度的改变来编码,因此,两个神经元间信号传输的持久增强(即长时程增强LTP)被普遍视为构成学习与记忆基础的分子机制之一。研究团队发现Phf8基因敲除显著影响了小鼠的海马神经网络的长时程增强,并阐明了Phf8缺陷导致认知障碍的机制。而在Morris水迷宫和条件恐惧记忆试验中,基因敲除小鼠均表现学习和记忆的认知功能障碍,这相当于模拟病患中广泛出现的学习记忆障碍。

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图说:实验发现Phf8缺失会导致神经可塑性及认知行为学的障碍 研究团队供图

  研究人员还筛选出一批可能的Phf8蛋白作用的靶基因,且发现一旦失去了正常的Phf8功能,就会导致神经可塑性及认知行为学障碍。在对异常小鼠施予雷帕霉素干预治疗后,研究者发现可以明显改善基因敲除小鼠中出现的学习记忆异常。

  这些发现对X染色体连锁智力障碍的表观遗传学发病机制做出了深入的阐释,并且为未来智力障碍和神经精神疾病的治疗提供了新的靶点与思路。

  上海交通大学李卫东研究员和中科院上海生化细胞所陈德桂研究员为该文共同通讯作者,上海交通大学陈雪梅、王帅、周颖、韩燕飞、李胜天为共同第一作者。该研究工作得到了国家重大仪器专项、973计划、自然基金委、中科院先导计划、上海市东方学者跟踪计划、上海市优秀学术带头人等项目的支持。

  新民晚报记者 易蓉

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