Cell Rep:與自閉症發生相關的關鍵基因或能控制胚胎大腦的生長和發育

2020年3月6日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Cell Reports上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究揭示了與自閉症譜系障礙、智力障礙和語言障礙相關的基因所扮演的關鍵角色，研究者表示，研究人員此前在發育大腦的神經元中對名為Foxp1的基因的功能進行了研究，如今這項研究中，研究者發現，Foxp1基因對於一類大腦幹細胞同樣重要，這類大腦幹細胞是成熟神經元的前體細胞。

圖片來源：UCLA Broad Stem Cell Research Center/Cell Reports

研究者Bennett Novitch說道，這一研究發現拓展了我們對Foxp1基因重要性的認識，同時也能幫助我們深入研究理解該基因突變後如何影響患者的機體健康；10年前，研究人員首次在自閉症和語言障礙患者機體中識別出Foxp1基因突變；在胚胎發育期間，該基因編碼的蛋白在控制與血液、肺臟、心臟、大腦和脊髓發育相關的其它基因活性上扮演著至關重要的角色，為了研究Foxp1突變誘發自閉症的分子機制，研究人員分析了該基因在大腦神經元中的關鍵角色。

研究者Novitch說道，目前很多研究人員的注意力都集中在已經形成的神經元的Foxp1基因的表達上，這項研究中，研究人員監測了發育小鼠胚胎大腦中Foxp1基因的水平，他們發現，在正常發育的動物機體中，該基因的活躍時間遠遠早於此前的研究，即當稱之為頂端徑向神經膠質的神經幹細胞開始在數量上擴張並在大腦深處形成大腦細胞亞群時。

當小鼠機體缺失Foxp1時，其大腦在發育早期會出現較少量的頂端徑向神經膠質，而且產生的大腦深層細胞的數量也會減少；當Foxp1的水平高於正常水平時，研究人員就能觀察到更多頂端徑向神經膠質及更多在發育早期出現的深層腦細胞，此外，在胚胎發育後期，持續高水平的Foxp1會導致深層神經元不尋常模式頂端徑向神經膠質的產生，即使小鼠出生後也是如此；研究者表示，過多或過少的Foxp1會影響神經幹細胞的複製及在小鼠機體中形成特定的神經元，而這與人類患者機體中所發現的結構和行為異常相吻合；有些人會攜帶Foxp1基因突變，其會影響Foxp1蛋白的活性，而其他人所攜帶的突變或許會改變蛋白質的結構使其活性過強。

研究者發現，Foxp1對於正在發育中的大腦的一種特性非常重要，他們對人類大腦組織進行分析後發現，Foxp1基因不僅存在於頂端徑向神經膠質中（正如在小鼠機體中見到的一樣），而且其還存在於基底徑向神經膠質中；基底徑向神經膠質在發育的人類大腦中非常豐富，但其在很多動物的大腦中都處於缺失或稀缺的狀態，包括小鼠；當研究人員提高小鼠大腦中Foxp1的水平時，組裝基底徑向神經膠質的細胞就會形成；研究人員假設，基底徑向神經膠質或與人類大腦皮層的尺寸有關，其在人類大腦細胞中的大量存在或許能夠幫助解釋為何其要比其它動物的大腦大得多。

儘管這項研究並未對開發與Foxp1突變相關的自閉症或其它疾病的療法產生直接的意義，但其卻能幫助研究人員理解誘發多種疾病/障礙背後的原因；未來研究人員計劃深入研究闡明在頂端徑向神經膠質和基底徑向神經膠質中Foxp1所調節的基因，同時揭示這些基因在發育中大腦中所扮演的關鍵角色。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Caroline Alayne Pearson, Destaye M. Moore, Haley O. Tucker, et al. Foxp1 Regulates Neural Stem Cell Self-Renewal and Bias Toward Deep Layer Cortical Fates, Cell Reports (2020). DOI:10.1016/j.celrep.2020.01.034