东大教授用果蝇模拟实验 突破自闭症研究关键一环
东大教授用果蝇模拟实验 突破自闭症研究关键一环分享0 4月10日,国际顶尖发育生物学杂志《发育细胞》的封面,发表了一则有关人类自闭症的最新研究成果,东南大学生命科学研究院韩俊海教授课题组,通过对于小小果蝇的实验行为研究,找到了自闭症相关基因Neurexin在神经元轴突投射中的新作用。
人类为什么会患上自闭症?何时就患上了自闭症?韩教授的实验结果找到了新答案,突破了研究人类自闭症的关键一环。
实验:去除果蝇的正常基因 它也会“患”自闭症
谈及自闭症这个话题,不少人讳莫如深,自闭症又称孤独症,是一种发育障碍类疾病,可导致严重的社交行为变化,主要表现为社交障碍、沟通困难、重复性行为、行为刻板以及言语发育迟缓。患者通常起病于3岁之前,生活基本不能自理,甚至需要持续一生的治疗。到目前为止,人们还没有找到可以治愈自闭症的有效药物。而国际研究组织则基本认可,遗传基因中的Neurexin分子是导致人类患自闭症的“罪魁祸首”。
2009年,刚从美国马萨诸塞州立大学回国的韩教授,在东南大学实验室对果蝇进行遗传操作观察时的一个发现,使他产生了关于Neurexin分子的猜想。经过8年的坚持不懈的探究与实验,他带领团队终于找到了Neurexin 分子在神经早期发育中的作用。
昨天,在东大四牌楼校区的实验室里,韩教授给记者展示了这个实验的“功臣”——果蝇。“果蝇身上70%的基因和人类相同,与人类相似的神经发育过程和极高的繁殖率,使其成为我们的实验样本。而自闭症是一个遗传性疾病,我们通过对于果蝇基因的干预实验,消除改变果蝇身上的自闭症基因,找到了Neurexin分子在神经早期发育中的作用。”
韩教授介绍:“自闭症的两个核心障碍,一是社交障碍,二是重复呆板动作,我们通过在果蝇身上建立相应动物实验的模型,来模拟自闭症的表现。结果确实发现相关基因突变,导致了果蝇的自闭症症状。”
韩教授解释,正常的果蝇会相互接触,通过触角碰撞来交流,就像人类“社交”一样。他们的实验是在果蝇胚胎时,去掉果蝇身上的“正常基因”,基因突变的果蝇就会“患上自闭症”。“具体表现是把这类果蝇放在同类中,他们不会相互交流,而是自顾自梳理翅膀。”韩教授团队的田垚老师补充,这也说明,自闭症并不是人类独有的病症,只要有神经元的动物都可能患上自闭症。
分析:自闭症致病的基因突变 在神经元相连前就已发生
通过对于果蝇的实验,韩教授打开了Neurexin分子的秘密。韩教授说,以往业界都认为,这个基因突变是在神经元联系之后发生的。但通过果蝇实验,他们发现,这个基因突变早在神经元联系之前就已发生。“神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位,在一个胚胎成长时,一个神经元要找到另一个神经元,就像手握手一样,如果没握上就会影响到遗传,这就是我们所说的神经元和神经元的联系出了问题。”他们的实验解释了Neurexin分子在神经元轴突导向和突出形成这两个连续事件中的联系。
韩教授介绍,人的基因遗传非常复杂,有的人患自闭症可能是有家族史,有的则没有,基因上也有可能发生突变。韩教授解释,人类有1.4万个基因,其中400-1000个基因可能和自闭症有关,而其中又有100多个是自闭症高风险基因,自闭症的成因复杂又多变。
韩教授介绍,找到了Neurexin分子在神经早期发育中的作用后,他们下一步计划在小鼠身上进行试验。“小鼠的干预实验也和果蝇差不多,患有自闭症的小鼠,给它另一个小鼠以及一个罐子,患病小鼠会分不清罐子和同类的区别,对两个都一样亲近。”
谈及这项实验最终能给人类治愈自闭症带来什么效果,韩教授说,这个研究成为研究自闭症的一个突破性进展,为把自闭症“扼杀”在源头提供了可能性,也为找到治疗遗传性自闭症靶向药物开辟了全新路径。