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脑神经细胞怎链接53个基因编写密码
“世上没有两片完全相同的树叶”，人类大脑中上千亿个神经细胞也是如此，每一个细胞都有一串由蛋白分子群构成的“密码”。上海交大12月5日宣布，系统生物医学研究院吴强教授团队发现了大脑发育中这类蛋白分子编制“密码”的机制，有助于揭示自闭症、精神分裂、抑郁症等脑神经系统疾病的病因。相关成果日前登上了综合类国际顶级学术期刊《美国科学院院刊》。
原来，脑神经细胞也具有分子多样性，它们之所以能够识别和区分彼此，建立起正确联系，正是由于那串各不相同的身份密码。而密码编制者是一种名为“原钙粘蛋白”的分子。之所以叫做“原钙粘”，因为这些蛋白是依赖钙离子的粘附分子，分布于神经细胞膜表面。
目前学界发现，大脑内共有53个原钙粘蛋白基因，通过基因表达和调控，产生原钙粘蛋白。“这好比是一副扑克牌，每张牌都有一个编码。”吴强介绍，“为神经细胞编制‘密码’时，并非每张牌都被打出，只是抽取其中十几张牌。”这批原钙粘蛋白形成分子群，赋予各个神经细胞不同“身份”。而当神经细胞 “接头”时，“密码”就好比“暗号”，只有暗号对得上时，相关神经细胞才会互相链接、行使功能，从而建立起复杂的神经网络。
近期国际前沿研究表明，原钙粘蛋白群在大脑神经网络发育中起到重要作用，若通过基因敲除或下调原钙粘蛋白，可导致神经细胞发育异常、彼此不分，并诱发凋亡。已发表的国际论文也显示，在原钙粘蛋白家族中，原钙粘蛋白α基因正是自闭症易感基因，这个基因缺陷容易导致原钙粘蛋白α失调，易患自闭症。专家认为，针对神经细胞身份密码产生原因的研究，有利于揭示精神疾病发病的分子机制，将来则可能通过基因操作，控制神经细胞编码，造福人类精神健康。
大脑发生严重疾病，如精神分裂症、自闭症、抑郁症甚至脑肿瘤等，都可能是因为神经细胞某种蛋白质表达出现了问题。如果有一种方法可以知道基因是如何表达的，为什么这样表达，发生大脑疾病时，是哪一个基因表达出了问题，那么对于研究此类疾病机理将起到关键作用。
上海交通大学宣布，该校系统生物医学研究院吴强科研团队发现了一种特殊蛋白质调控机理，找到了打开人脑神经细胞谜团的两把“钥匙”绝缘子结合蛋白CTCF和染色体粘连蛋白Cohesin。课题组负责人、上海交大系统生物医学研究院吴强教授介绍，这一研究成果对科学家破解人类基因组的编码调控机制，以及认识脑发育中单个神经细胞身份密码如何建立、复杂神经精神疾病发病机理将产生深远影响。
吴强教授的科研团队通过模式神经细胞系，利用细胞发育系统生物学和基因组学技术，结合遗传学和生物化学方法，发现了原钙粘蛋白表达调控的分子机制，终于破解了这一“谜团\"，找到绝缘子结合蛋白CTCF和染色体粘连蛋白Cohesin。
