當(dāng)大腦開始發(fā)育時(shí)，會(huì)有很多活動(dòng)的部分——而當(dāng)早期神經(jīng)發(fā)育出現(xiàn)突變時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致頭部畸形、自閉癥等疾病。但是科學(xué)家們對(duì)扭曲的發(fā)展方式知之甚少，尤其是在人類當(dāng)中。
這就是南加州大學(xué)腦神經(jīng)分子生物學(xué)中心博士后研究員張偉對(duì)特定基因如何影響早期大腦發(fā)育感興趣的原因。
通過之前的研究，張和他的同事已經(jīng)開發(fā)出了一種特定的基因RAB39b。他們搜索科學(xué)文獻(xiàn)，以了解更多關(guān)于基因及其功能的信息。
張說，RAB39b被報(bào)道為自閉癥譜系障礙(ASD)的危險(xiǎn)基因，與X染色體有關(guān)。這種基因的突變會(huì)導(dǎo)致大頭畸形、自閉癥、智力低下、癲癇和帕金森病的早期發(fā)作。他說：“然而，RAB39b的功能研究非常有限，RAB39b突變導(dǎo)致大頭畸形和ASD的機(jī)制仍不清楚?！毖芯咳藛T對(duì)此非常感興趣，并決定進(jìn)行調(diào)查。
大頭畸形/自閉癥是自閉癥的一個(gè)子集。嬰兒的腦表面積會(huì)在出生前后幾周發(fā)展為大頭/自閉癥，然后在出生后繼續(xù)變得比正常人大，隨后是自閉癥。張說，這使得大腦發(fā)育的研究對(duì)于探索自閉癥的機(jī)制至關(guān)重要。
他的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，可以使用小鼠模型和人類大腦器官來研究大腦的發(fā)育——一個(gè)在實(shí)驗(yàn)室中人工生長(zhǎng)的微型大腦。十年前，這些器官看起來像豌豆大小的斑點(diǎn)，由人類干細(xì)胞生長(zhǎng)而來，并通過電活性神經(jīng)元自組織成類似大腦的結(jié)構(gòu)。
它們已被用于發(fā)現(xiàn)寨卡病毒引起的小頭癥和精神分裂癥，甚至用于測(cè)試新藥。
利用這兩個(gè)模型，張和他的同事刪除了小鼠和人類大腦器官中的RAB39B基因。小鼠表現(xiàn)出大頭畸形和自閉癥樣行為的跡象，人類大腦器官因基因缺失而擴(kuò)大和受損。
張說，這說明了這個(gè)基因的突變是如何破壞所謂的神經(jīng)祖細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化的，而神經(jīng)祖細(xì)胞又會(huì)變成不同的腦細(xì)胞類型。
最終，這可能會(huì)導(dǎo)致大頭和自閉癥。這項(xiàng)研究是在南加州大學(xué)助理教授陳的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)和進(jìn)行的，并于上月發(fā)表在《基因與發(fā)展》雜志上。該研究的副主任楊柴' 91博士和DDS '96也對(duì)此研究做出了貢獻(xiàn)。
根據(jù)疾控中心自閉癥和發(fā)育障礙監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，大約59名兒童中有一名被確定患有自閉癥譜系障礙。張說，這項(xiàng)研究可以為神經(jīng)發(fā)育障礙以及與跨物種大頭和自閉癥相關(guān)的常見方式提供新的見解。
現(xiàn)在，很明顯，這個(gè)基因在調(diào)節(jié)新腦細(xì)胞的生長(zhǎng)中起著重要作用。張和他的同事希望研究RAB39b在調(diào)節(jié)依賴于神經(jīng)元活動(dòng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的作用，從而進(jìn)一步探索自閉癥譜系障礙的機(jī)制。
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