命运逆转:研究人员消除自闭症谱系障碍的症状

科学家在小鼠模型中展示了逆转严重神经系统综合征影响的可能性,方法是恢复先前失活基因的完整功能

雷特综合征(RS)是自闭症谱系障碍中身体致残性最强的疾病之一,根据美国国立卫生研究院的数据,每10,000至15,000名出生的女性中就有一人患病。通常在出生后18个月内发病,患病的小女孩开始表现出类似于自闭症的反社会症状。RS主要影响神经系统,最终可能导致言语和运动障碍,常常导致患者步态僵硬或需要轮椅。症状还可能包括震颤和呼吸不规律。

1999年,达拉斯贝勒医学院的儿童神经系统疾病专家 Huda Zoghbi 发现,RS 很可能是由位于 X 染色体上的基因 Mecp2 的突变引起的。Mecp2 是由苏格兰爱丁堡大学的分子生物学家 Adrian Bird 在九年前发现的。据信它具有表观遗传功能,通过在必要时关闭其他基因来调节它们。

现在,Bird 的实验室在本周的《科学》杂志上报告说,它通过靶向近二十年前发现的基因,逆转了与 RS 相关的衰弱症状。


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Bird 说:“我们研究的重点是表明,重新激活该基因永远不会太晚。” “我们可以在大约 80% 的脑细胞中激活该基因,这似乎足以逆转症状。”

Bird 和他的同事创造了 Mecp2 基因存在障碍的突变小鼠,这阻止了该基因的表达。科学家们使用药物他莫昔芬(一种用于治疗乳腺癌的雌激素受体调节剂),然后能够促使悬浮在小鼠神经元细胞细胞质中雌激素受体上的酶迁移到细胞核中,并恢复该基因的功能。在确定了他莫昔芬的适当剂量后——早期试验由于 Mecp2 的过度激活导致大量小鼠死亡——研究人员确定了为期四周的逐步提高基因功能的方案。

该团队根据小鼠表现出的症状(例如步态笨拙、嗜睡和震颤)对小鼠进行评分,以监测改善情况。小鼠和人类男性通常因 Mecp2 突变而早逝,因为他们的 Y 染色体不提供该基因的正常副本。在小鼠模型中,科学家们能够激活 Mcep2,大幅减少异常行为,并将小鼠的寿命延长到远远超出通常患有 Mcep2 阻滞的雄性小鼠 17 周的最长寿命。患有该疾病的人类女性可以像雌性小鼠一样过上正常的寿命——后者也经常变得肥胖。在雌性小鼠模型中,包括体重增加在内的所有症状都被消除。该团队通过注意到小鼠神经元在基因功能恢复后,能够进行长期增强作用(一种对刺激的反应,与学习过程有关)来巩固了他们的发现。

马萨诸塞理工学院怀特海研究所的生物学家 Rudolf Jaenisch 惊叹道:“对我来说,这就像一个梦想成真的结果。” “即使你患有这种疾病——而且这些动物几乎濒临死亡——你仍然可以拯救它们。”

Bird 说,之前的研究表明,这里研究的小鼠模型可能适用于人类。“这使人们相信,只要我们能找到合适的疗法,人类雷特综合征也是可逆的,”他说。马萨诸塞大学医学院的心理学家 Schahram Akbarian 同意这一发现令人兴奋,但对其应用并不那么乐观。“我们不知道在小鼠身上观察到的疾病症状的可逆性,”他说,“是否存在于产前和产后大脑发育期比小鼠长得多的人类身上——人类是几个月和几年,小鼠是几周。”

除了这项新工作对 RS 的潜在作用外,还有人推测它可能为治疗其他神经系统疾病铺平道路,例如学习障碍、精神分裂症、自闭症和新生儿脑病,以及一些也与 Mecp2 基因相关的智力迟钝。

贝勒医学院的 Zoghbi 说:“在小鼠模型中证明的正常功能的成功恢复表明,如果我们能够开发出解决 Mecp2 缺失的疗法,” “我们可能能够逆转患有雷特综合征、自闭症和相关神经精神疾病的儿童和成人的神经损伤。”

Bird 对此持谨慎乐观态度。“我们的数据仅指雷特综合征,”他说,“但这让人想知道自闭症和其他人类脑部疾病。”

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