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中科院海外评审最新《Cell》:旧基因新发现

2007.9.11

来自约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究院,国立卫生研究院精神卫生研究院(National Institute of Mental Health),加州大学戴维斯分校的研究人员报道了一个在精神分裂症和其它神经失序症扮演了重要角色的基因,其作用比之前科学家们认为的要广泛的多,这些新发现的功能也许解释了为什么精神分裂症的症状通常在青春期或更早的阶段出现。这一研究成果公布在《Cell》网络版上。

文章的通讯作者分别是NIH的鲁白教授,以及约翰霍普金斯大学的明国丽(Guo-li Ming,音译)和宋红军(Hongjun Song,音译)博士,鲁白教授是中国科学院首批海外评审专家之一。

Hongjun Song在今年4月发表在《Neuron》上的一篇文章报道了新生脑细胞研究方面的重要成果,他们提出成年脑中稳定形成的新生脑细胞,在脑中可能远不止是扮演替补角色,一项新的研究表明。这些新生脑细胞可能具有让成年脑获得拓宽的学习本领,而这与已存在的成熟的脑中电路并不冲突。

原文检索:
Cell, Vol , Issue ,
Disrupted-In-Schizophrenia 1 Regulates Integration of Newly Generated Neurons in the Adult Brain
[Abstract]

精神分裂症(schizophrenia)是一组病因未明的精神疾病,具有思维、情感、行为等多方面的障碍,以精神活动和环境不协调为特征。通常意识清晰,智能尚好,部分病人可出现认知功能损害。多起病于青壮年,常缓慢起病,病程迁延,有慢性化倾向和衰退的可能,但部分病人可保持痊愈或基本痊愈状态。

许多名人都罹患有精神分裂症,比如诺贝尔奖得主约翰奈许(电影《美丽心灵》原型),林肯的妻子玛丽托德林肯等。在中国,成年人口中的终生患病率为1%左右。1993年全国流调资料显示精神分裂症的终生患病率为6.55‰,患病率均与家庭经济水平呈负相关。我国目前有近600万人罹患精神分裂症。

精神分裂症患者近亲中的患病率要比一般人群高数倍,且血缘关系越近,发病率越高。双生子研究发现同卵双生的同病率是异孵双生的4—6倍。在神经病理学及大脑结构方面会出现颞叶(海马、嗅外皮质、海马旁回)脑组织萎缩等异常。目前治疗此类疾病主要是通过药物治疗,包括经典药物(氯丙嗪、氟哌啶醇)和非经典抗精神病药物(利培酮、奥氮平、氯氮平)。近期《自然—医学》上发现一种以谷氨酸调控的神经传递素为靶标的新药能有效地治疗精神分裂症,多巴胺是治疗精神分裂症的唯一靶标,新研究表明,mGlu2/3受体激动素具有安定特性,可成为精神分裂症治疗的第一个替代靶标。

在这篇文章中,研究小组发现携带Disrupted-In-Schizophrenia 1 (DISC1)基因的小鼠DISC1水平下降之后,一些新脑细胞会加速整合到已有的大脑神经环路中,这样形成的异常神经细
胞也会导致定位错乱。而且DISC1缺失的新生神经细胞表现出不断增加的兴奋性,长出更多连接点,突触,或发育成其它大脑细胞。

Guo-li Ming说,“每件事都发展得比其假想的快”,Hongjun Song补充道,“正常而言,新生的神经细胞迁移有一定的范围,但是DISC1减少的细胞则会定位错误,投射到错误的位置”,“这些细胞也会长出更多的树突,生长率也更快,突触形成也更快,这引发了一系列的错误,每件事都加速了,看上去好像就不能停下来一样。”

鲁白也表示,“这一研究揭示了(成熟大脑)DISC1两个未知的功能,即对突触形成和神经细胞启动(neuronal firing)的调节,他认为这些神经细胞功能的异常与精神分裂症的发病机理息息相关。

编码DISC1的基因突变与精神分裂症及其它神经失序症有关,比如抑郁症,和躁郁症(bipolar disorder,也称双相情感障碍)等,但是目前正常发育中的和成熟神经细胞的DISC1蛋白神经生物学了解的并不多。

为了了解活体动物中这一基因的作用,研究人员利用了一种特殊的研究方法操纵成鼠海马区单个成熟神经干细胞中这一基因的活性,即注入特殊病毒来追踪过度活跃的脑神经元的异常活动.Song表示,“体内DISC1的功能比之前预想的要多,它们可以调控在大脑功能网络体系建立过程中必要的许多进程,我们惊讶的发现这一基因在成熟大脑中的功能与其在胚胎阶段的功能并不相同。”

目前小鼠中的这些新发现与人类精神分裂症和其它精神疾病是否紧密关联不得而知,但是这确实指出了一些重要的可能关联性。


附:
中国科学院首批海外评审专家鲁白

姓名/拼音名 鲁白/Lu Bai
国外职称 首席科学家 Senior Investigator 
所在国家 美国
单位/系部 NIH,发育研究所 神经突蚀发育研究室 Laboratory of Developmental Neurobiology, NICHD /

Dr. Bai Lu Synapse Development and Plasticity Section Laboratory of Developmental Neurobiology, NICHD Building 49, Room 6A80 49 Convent Drive Bethesda, MD 20892-4480,USA
学科/专业方向 生命科学与技术 / Synaptic Plasticihy Nemwtroph  
个人网址 http://neuroscience.nih.gov/Lab.asp?Org_ID=275
电子邮箱 bailu@mail.nih.gov 
公务传真 (301) 496-1777 


Guo-li Ming, M.D./Ph.D.

Assistant Professor of Neurology/Institute for Cell Engineering

Telephone Number: 443-287-5607 (Lab)

443-287-7498 (Office)

Fax Number: 410-614-9568

gming1@bs.jhmi.edu


Hongjun Song, Ph.D.


Assistant Professor of Neurology

and Neuroscience

Institute for Cell Engineering

Johns Hopkins University School of Medicine

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