UCSF neuron autism

信用:威尼斯棋牌旧金山分校

在一个单一的神经元蛋白组不同遗传缺陷可导致要么婴儿癫痫或自闭症谱系障碍(ASDS),根据相应的突变是否提高蛋白质的功能或破坏它,根据由威尼斯棋牌旧金山分校的研究人员的一项最新研究。

跟踪这些特定的遗传缺陷如何导致脑功能的更一般的变化可能会解开有关如何事件大脑发育导致自闭症的早期,作者说根本奥秘。

“神经精神疾病的遗传学往往是复杂的,但在这里我们有一个单一的基因在特定突变可以以一致的和可预测的方式引起其他婴儿癫痫发作或自闭症,”说 斯蒂芬·桑德斯医学博士,精神病学威尼斯棋牌旧金山分校的助理教授和成员的 威尼斯棋牌旧金山分校威尔研究所神经科学 谁是新研究的共同资深作者。 “这让我们有机会了解这些疾病的共同点都什么和什么使他们不同。”

斯蒂芬·桑德斯
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研究由医学实验室的耶鲁大学领导 马修·W上。州医师表示,奥本多夫家庭特聘教授和威尼斯棋牌旧金山分校精神病学的椅子上,首次展示了自闭症和SCN2A之间的联系,虽然其他人,包括威尼斯棋牌旧金山分校的 劳伦魏斯,此前曾建议在自闭症家族形式的基因的作用。

“孤独症研究,理解为什么在一个单一的基因突变可导致不仅ASDS,而是一个范围广泛的其他神经发育障碍已经成为了该领域的核心问题,说:”状态,谁没有直接参与新研究。 “这部新作提供了开始解开这个谜,并可以作为一个分子‘罗塞塔石碑’照亮自闭症的病理关键的线索。”

该研究发表在网上一月26,2017年,在 生物精神病学.

自闭症的遗传驱动器之间SCN2A突变

全外显子组基因组测序的出现和大,定义明确的研究人群的再再比如由自闭症测序协会(ASC)组装Simons Simplex资料集(SSC)和研究同伙,已经允许研究人员做出了巨大的进步近年来发现遗传危险因素自闭症,桑德斯表示:“在过去的四年里,我们从没有真正知道如何寻找孤独症基因具有链接到该疾病的突变一长串走了。”

作为研究生和博士后研究员在耶鲁大学国家实验室工作,桑德斯带领合作,通过开展4000名多名自闭症儿童和他们的家庭的大型全外显子组基因组筛选参与南南合作和ASC财团搜索自闭症联的基因突变。在发表于2012年,2014年,和2015年的研究中,国家,桑德斯和合作者发现,从头基因突变 - 不是从父母那里继承的自发突变 - 在ASDS在自闭症的所有情况下至少10%的发展中发挥作用,许多超过此前的认可。

这些研究导致了65个基因突变与时至自闭症的可能性很大识别和确认SCN2A为排名靠前的一个。的SCN2A基因 - 这是由全外显子组筛选中发现的第一个ASD相关基因之一 - 编码钠通道蛋白称为nav1.2即神经元,尤其是在大脑发育的早期到电通信,能力是至关重要的。

突变改变了在发育中的大脑信号

凯文弯管机
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它除了有自闭症的强关联,SCN2A也先前被牵连癫痫。当桑德斯在2015年来到威尼斯棋牌旧金山分校,他开始与神经生理学家合作 凯文弯管机,神经内科和研究的共同资深作者的助理教授,研究的SCN2A突变如何改变神经元的功能,导致这两种不同疾病的机制。

“幸运的是,钠离子通道的功能很容易在实验室进行试验,”本德尔说,谁也是威尼斯棋牌旧金山分校的成员 中心为一体的神经,中科院Kavli基本神经科学和神经科学为威尔研究所。 “经常看到的是与疾病相关的基因突变,但你真的不知道是什么基因应该做的事或突变如何改变其功能。但神经科学家一直在研究钠通道,因为20世纪50年代 - 实验是非常清楚的。”

弯管机的小组测量在ASD患儿观察12个SCN2A突变如何影响在实验室培养的人类细胞nav1.2信道的电性能。作为预测的基础上,突变蛋白质上的位置,所有12个钠通道的功能降低,但在各种不同的方式,从来自在所有正在作出停止信道简单地阻断通过其钠需求孔隙流的信道,以功能。 

研究人员使用这些数据来告知患儿见过ASD各种渠道的突变是如何的计算机模型 - 以及在婴儿见过小儿癫痫先前研究的突变 - 会影响脑细胞的信号传导性能。他们发现,与观察患者癫痫发作婴儿基因突变,这让模型更加的神经元兴奋,在自闭症儿童看到的突变使它更难为模型的神经元发出电信号。

“这是显着的,看看函数如何始终如一的神经元通过在自闭症患者看到了这些不同的突变打乱了,”说 罗伊·本·沙洛姆在折弯机实验室的博士后研究员谁是新的纸张主要作者。 “突变所有受影响的方式略有不同的渠道,但他们最终在几乎完全同样的方式影响神经元。”

对未成熟与成熟神经元nav1.2缺陷的影响更多的模拟表明,自闭症相关的基因突变只在发育中的大脑产生重大影响 - 因为神经元的过渡,从依靠nav1.2通道离开,因为他们的成熟 - 这一发现一致的想法是,在自闭症触发神经系统的变化在子宫内的早期或一岁之前出现,如以前的状态,桑德斯和他的同事提出的。 

可以SCN2A缺陷解开自闭症的奥秘?

这项研究是在了解SCN2A突变如何导致自闭症和发育迟缓,作者希望都将立即向患者这些突变的家庭有帮助,也带来更好的了解自闭症的机制更普遍的第一步。

“这些发现巩固作为自闭症中最重要的一个基因SCN2A的地位,”德尔说。 “他们给我们准时开始探索发生在大脑发育的早期导致这种情况如何变化的。”

一个关键的下一步,研究人员说,是理解是否自闭症和发育迟缓的严重程度可通过特定SCN2A突变的病人,研究,这将需要受这些突变的科学家和家庭之间的密切协作进行预测。积极SCN2A患者组正在帮助通过网站来协调这个www.scn2a.org 与西蒙斯基金会自闭症研究计划(sfari),这为新的研究提供了重要的资金(sfari 362242)与来自健康的美国国立卫生研究院(NINDS,镍氢电池)资助的合作。

这项新的研究是威尼斯棋牌旧金山分校新威尔神经科学研究所的跨学科思维的力量的一个很好的例子,桑德斯说:“凯文和我来到从完全不同的角度这个问题 - 从遗传学和神经生理学的。当您从不同背景的人们团结在一起,为威尔研究所做,你最终会发现像这样的故事:一个结果明确的,因为白天和黑夜,而是一个我们永远都不会看到没有这种合作。”

在纸张上附加作者是卡罗琳米keeshen和 俊年。一个威尼斯棋牌旧金山分校,和伽罗的n。波多黎各大学的贝里奥斯。