作者:张勃等 来源:《分子精神病学》 发布时间:2024/8/1 10:56:30
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孤独症相关基因研究有了新进展

 

孤独症(又称自闭症),是一种复杂的神经发育障碍,其病因至今尚未完全明确。科学家们一直致力于寻找与孤独症相关的基因和分子,以期开发有效的治疗方法。其中,Nlgn3基因由于与孤独症的发生密切相关,成为了研究的焦点。

Nlgn3基因存在于神经元和星形胶质细胞中。神经元,如同大脑中的信息高速公路,负责传递各种指令和感知。而星形胶质细胞,则像是默默奉献的公路养护工,为神经元提供营养、清理代谢废物,维护着神经元周围的微环境,确保信息传递的稳定。

过去的研究证实,将小鼠神经元里的Nlgn3基因敲除会导致孤独症样的行为表型。但Nlgn3在星形胶质细胞中扮演什么角色,它是否也参与了孤独症的发生发展,仍是未解之谜。

近日,深圳湾实验室/北京大学深圳研究生院研究员张勃联合华大生命科学研究院、斯坦福大学等机构的研究人员,利用基因编辑、时空组学等技术,明确了孤独症相关基因Nlgn3在大脑星形胶质细胞中的位置及影响小鼠社交行为的作用机制,推翻了过去认为其在星形胶质细胞中的表达会导致孤独症的说法,最新成果发表于《分子精神病学》。

该研究中,研究人员利用基因编辑技术,敲除了小鼠星形胶质细胞中的Nlgn3基因。令人意外的是,敲除Nlgn3后,小鼠星形胶质细胞的数量、形态、突触数量及功能都没有发生明显变化,这表明Nlgn3在星形胶质细胞中并不直接影响突触的数量和功能。

研究人员通过行为学实验发现,敲除Nlgn3后,小鼠的社交行为没有减少,只是社交方式发生了改变,也就是说它们并没有自闭,只是交朋友的方法变了。而它们的运动能力和焦虑水平并没有受到影响,这说明了Nlgn3基因在星形胶质细胞中的敲除改变了小鼠的行为。

为了探究Nlgn3在星形胶质细胞中发挥作用的机制,研究人员利用华大时空组学技术Stereo-seq技术,结合高精度DNBSEQ测序平台,对小鼠大脑进行了“高清扫描”,发现Nlgn3在星形胶质细胞的胞体区域而非末梢,该发现为解释为何敲除Nlgn3不影响突触数量和功能提供了潜在论据。

小鼠大脑时空图谱 华大供图

此外,研究人员进一步发现,敲除星形胶质细胞中的Nlgn3,改变了多种细胞类型中基因表达,特别是与钙稳态通路相关的基因,这可能是Nlgn3在星形胶质细胞中影响信息传导的方式之一。(来源:中国科学报 刁雯蕙)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41380-024-02659-6

 
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