研究进展:逆转SHANK3基因突变,缓解实验小鼠自闭行为特征。 {自闭症音乐疗法}

时间:2022-07-21 01:18来源: 作者: 点击:
  

姜教授解释说:“研究中的困难和实验本身可以让其他人受益匪浅。”

研究人员发现,这种基因逆转可以缓解小鼠的一些自闭行为特征——教授——鲍威尔认为这个结果出乎意料。这些刻板修饰行为减少的小鼠有时可以观察到它们的社会行为得到了增强。当然,他们还是更喜欢玩物件而不是自己的同类。

其他研究人员认为,在不使用三苯氧胺的情况下,测试逆转SHANK3基因突变是否可以缓解成年小鼠的自闭症行为会更有意义。

由于之前实验的局限性,鲍威尔教授的团队在最近的一次实验中改变了之前的实验方法。他们通过基因操作在实验小鼠身上突变了两个SHANK3基因拷贝或一个SHANK3基因拷贝——更常见的是,在人类身上只有一个SHANK3基因突变。在这些实验小鼠中,有的有Cre基因,有的有一个基因,在胚胎期自然表达为Cre激活蛋白。利用这种天然激活蛋白,研究人员可以避免使用他莫昔芬——之前的实验发现,他莫昔芬可能会导致小鼠的行为改变。

研究人员指出,实验结果证明,基因疗法或许能够缓解SHANK3基因突变导致的自闭症症状。进一步的实验还可以研究需要改变多少细胞的基因才能带来行为上的改变,基因疗法在人类发展的哪个阶段最安全最有效。

领导这项研究的阿拉巴马大学伯明翰分校神经生物学教授克雷格·鲍威尔(Craig Powell)在一封电子邮件中写道:“我们的实验结果表明,SHANK3的早期基因治疗可以使这种SHANK3基因突变的患者受益。”

对照组部分小鼠携带Cre重组酶,另一组携带Cre激活蛋白,这两种蛋白在同一时间的同一只小鼠中并不存在。因此,研究人员可以从这些小鼠身上分析不同方法的效果。

2016年之前的一项研究也发现,通过逆转年轻和成年小鼠的SHANK3基因突变,可以减缓这些小鼠的过度梳理动作。这些过度刻板的梳理/修饰动作被认为是一些类似于自闭症患者的刻板重复行为。

最近的一项研究发现,通过修改胚胎小鼠(大脑)的自闭症基因SHANK3的一个突变,可以缓解这些小鼠出生后的自闭症行为特征。本研究为部分SHANK3基因突变患者的基因治疗提供了实验依据。

研究小组给一些小鼠喂食抗生素多西环素,以抑制Cre蛋白的表达,希望在成年小鼠中测试逆转SHANK3的效果。但是,实验不成功,原因不明。

同时,研究人员发现,与两个SHANK3基因拷贝突变的小鼠相比,一个SHANK3基因拷贝突变的小鼠的行为与没有突变的小鼠差异较小。因此,在基因逆转实验中同时使用这两种小鼠更有价值。

耶鲁大学医学遗传学系主任江拥辉教授认为,研究人员对实验缺点的公开透明,有利于其他研究人员设计实验,重新分析之前的结果。

鲍威尔教授说:“我们不知道为什么只有一些(类似自闭症的)行为发生了变化,而其他的却没有。”

团队最初的计划是研究SHANK3在实验鼠大脑中何时何地发生逆转。然而,Cre激活蛋白在(实验小鼠)的大脑中广泛表达,因此无法研究SHANK3在哪个脑区被逆转。

奥地利klosterneuburg理工学院的神经科学教授Gaia Novarino说:“在实验中,研究人员采用了齐头并进的方法,看到了差异,这让我觉得很有意义。”

鲍威尔教授解释说:“虽然后一项实验失败了,但仍是一项值得发表的重要成果。”

劳拉·达塔罗是Spectrum的记者,专门从事自闭症研究。她于2020年加入Spectrum。劳拉有10年的科学记者和编辑经验,她的作品发表在《哥伦比亚新闻评论》、《大众力学》、《石板》和《纽约时报》上。Laura毕业于哥伦比亚大学科学与健康传播学院,获得硕士学位。

SHANK3突变可导致Phelan-McDermid综合征(音译:Phelan-McDermid综合征,又称22q13缺失综合征),表现为发育迟缓,多数伴有自闭症。大约2%的自闭症患者携带SHANK3突变。

诺瓦里诺教授总结道:“非常令人欣慰的是,这项研究更具可操作性。”

去年,鲍威尔教授和他的团队还通过实验证明,通过逆转成年小鼠的SHANK3基因突变,可以消除这些小鼠的一些自闭症行为特征。但是,实验结论很难理解。如果给小鼠服用一种名为三苯氧胺的药物,SHANK3的基因可以被Cre重组酶编辑,从而成功逆转小鼠SHANK3基因的突变。而作为对照组的小鼠,虽然没有喂它莫西芬,但也改变了一些行为,这可能与携带了Cre基因有关,可能会影响小鼠的大脑功能。

佛罗里达州朱庇特市斯克里普斯研究所的神经科学教授加文·伦堡(Gavin Rumbaugh)指出,这项研究相当有益,因为这种实验设计方案使得结果没有其他解释空间。他建议使用喂食多西环素后表达Cre的实验小鼠,而不是使用多西环素抑制Cre表达。


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