大邱慶北科學(xué)技術(shù)學(xué)院腦科學(xué)系教授Um Ji-won和Ko Jae-won的聯(lián)合研究小組報告了與智力障礙相關(guān)的新基因突變，并發(fā)現(xiàn)了與該突變相關(guān)的興奮性突觸激活信號機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)有望通過協(xié)調(diào)興奮性突觸信號活動為治療大腦發(fā)育障礙提供新的研究方向。
突觸是一種特殊的通道，可以快速準(zhǔn)確地傳遞神經(jīng)信息，它控制著所有的大腦功能。突觸分為興奮性突觸和抑制性突觸。這些突觸相互配合，使大腦功能正常工作，維持神經(jīng)回路網(wǎng)絡(luò)的平衡。眾所周知，當(dāng)這種平衡被破壞時，就會出現(xiàn)各種腦發(fā)育疾病、精神疾病、腦退化疾病等。
同時，突觸粘附蛋白在物理和化學(xué)上相互結(jié)合，然后雙向傳遞細(xì)胞信號。然而，信號如何通過這種結(jié)合在細(xì)胞內(nèi)傳遞還沒有清楚地表明。
自 2013 年起，由嚴(yán)智元教授和高在元教授領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)了許多突觸粘附蛋白并研究了它們的功能。特別是，研究小組將 Slitrk 突觸粘附蛋白組確定為參與興奮性和抑制性突觸發(fā)育的關(guān)鍵因素。其中，Slitrk2蛋白特異性參與興奮性突觸的形成，與X連鎖智力障礙、自閉癥、智力障礙等腦部疾病密切相關(guān)。各種與精神分裂癥和雙相情感障礙相關(guān)的SlitTrack2基因突變實(shí)際上之前已經(jīng)報道過，但這些突變?nèi)绾斡绊?SlitTrack2 蛋白的功能并導(dǎo)致腦部疾病尚不清楚。
本研究通過外顯子組測序在患有腦、精神和發(fā)育障礙的患者中檢測到以前未報道過的各種 SlitTrack2 基因突變，并系統(tǒng)地分析了這些突變?nèi)绾斡绊?SlitTrack2 蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。特別是，研究小組發(fā)現(xiàn)，一些突變通過破壞 SlitTrack2 蛋白功能在細(xì)胞膜中的正常表達(dá)來抑制興奮性突觸神經(jīng)傳遞過程。
有趣的是，所有與大腦發(fā)育疾病相關(guān)的新型 SlitTrack2突變都異常改變了軌道 B 受體的表達(dá)和活性。Track B 受體是與 BDNF 因子一起介導(dǎo)突觸發(fā)育的重要蛋白質(zhì)。它與自閉癥等大腦發(fā)育疾病的關(guān)聯(lián)也是眾所周知的。這項(xiàng)研究的結(jié)果有望為開發(fā)針對 SlitTrack2-TrackB 復(fù)合體的精神疾病的新療法提供重要線索。
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