新研究揭示自闭症与癫痫之间的遗传联系

拉拉康康 2025-01-20 02:40:52

神经纤毛蛋白2抗体(Neuropilin 2/NRP2)调节大脑回路的发育,其破坏会导致类似自闭症的行为和癫痫发作。新研究表明,针对早期神经元发育可以更好地治疗自闭症和癫痫。

合作研究正在推动未来治疗方法的发展,以缓解自闭症和癫痫的症状。

神经纤毛蛋白-2基因编码一种受体,这种受体对大脑中的细胞间通讯至关重要,在塑造神经回路发育方面起着至关重要的作用。神经纤毛蛋白-2调节抑制性神经元的迁移以及兴奋性神经元中突触连接的形成和维持——这两者都是大脑正常功能所必需的过程。

加州大学河滨分校神经学家 Viji Santhakumar 领导的一项最新研究与新泽西州纽瓦克市罗格斯大学的研究人员合作,对该基因如何影响与自闭症谱系障碍和癫痫相关的行为变化提供了新的见解。该研究发表在《自然分子精神病学》上,确定了开发治疗方法以缓解通常与这些并发疾病相关的一些棘手症状的潜在途径。

研究神经纤毛蛋白 2 的机制

先前的研究已将神经纤毛蛋白 2的突变与自闭症和癫痫等神经系统疾病联系起来,但所涉及的机制仍不清楚。在目前的研究中,Santhakumar 和她的合作者创建了一个“抑制性神经元选择性敲除”小鼠模型来检查删除神经纤毛蛋白 2基因的后果。

他们发现神经纤毛蛋白 2的缺失会损害抑制性神经元的迁移,从而破坏大脑中兴奋性信号和抑制性信号之间的微妙平衡。

Viji Santhakumar 是加州大学河滨分校的分子、细胞和系统生物学教授。图片来源:加州大学河滨分校 Stan Lim

“这种不平衡会导致类似自闭症的行为,并增加癫痫发作的风险,”这项研究的首席研究员、分子、细胞和系统生物学教授 Santhakumar 说道:“我们的研究结果强调了单个基因如何影响大脑中的兴奋系统和抑制系统。我们表明,破坏抑制回路的发育足以导致自闭症相关行为和癫痫同时发生。通过更好地了解神经纤毛蛋白 2在大脑回路形成过程中的作用,我们可能能够针对这些疾病的不同特征开发更有针对性的治疗方法。”

抑制神经元迁移的中断

这项研究的一个独特之处在于,它关注的是抑制性神经元的迁移,而神经纤毛蛋白 2在这一过程中起着至关重要的作用。通过在关键的发育窗口期间选择性地删除神经纤毛蛋白 2,研究人员发现,抑制性调节回路存在缺陷,这会导致行为灵活性、社交互动能力下降,并增加癫痫发作的风险。

研究结果表明,针对神经元发育的特定阶段可以为治疗干预打开新的大门,如果及早发现,就有可能预防这些疾病的发生。

Santhakumar 说:“通过分离抑制回路形成的作用,我们可能能够制定治疗策略,改善自闭症患者,特别是癫痫患者的治疗效果。”

2018 年,Santhakumar 从罗格斯大学来到加州大学河滨分校,拓展她的研究视野,即从多层次了解健康和疾病中的大脑回路功能,并揭示导致发育性脑部疾病的生物过程。当前的合作研究采用了行为和生理评估方面的尖端技术。该团队的研究由罗格斯大学脑健康研究所和新泽西州自闭症谱系障碍委员会资助。

Santhakumar 表示:“这项研究是了解自闭症和癫痫的遗传和回路基础的一步。继续探索控制回路发展和维护的精确机制至关重要,因为这些知识最终可以帮助我们开发针对一系列发育障碍的新干预措施,从自闭症到注意力缺陷多动障碍和精神分裂症。”

参考文献:“抑制性神经元中神经纤毛蛋白-2表达失调会损害海马回路发育并增加自闭症相关行为和癫痫发作的风险”,作者:Deepak Subramanian、Carol Eisenberg、Andrew Huang、Jiyeon Baek、Haniya Naveed、Samiksha Komatireddy、Michael W. Shiflett、Tracy S. Tran 和 Vijayalakshmi Santhakumar,2024 年 11 月 22 日,《分子精神病学》。DOI:10.1038/s41380-024-02839-4

来源:加州大学河滨分校(UCR)

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