修复受损的神经环路

更新于 2026年11月04日 版权声明
修复受损的神经环路

在有关MeCP2影响神经系统发育和功能的研究如火如荼进行着的时候,罹患瑞特综合征的小女孩的家长,还在无助地寻找有可能帮助孩子的灵丹妙药。无奈瑞特综合征具备一些独特之处,比如它不是由神经细胞凋亡而导致的神经退行性疾病。因此,研究者根据经验推测,这种病是由于MeCP2基因突变而导致的神经系统发育过程的功能失调,而神经系统的发育速度是逐渐放缓的,等大脑逐渐成熟后,发育过程就会停止。那么,在发育早期就被突变的MeCP2破坏的大脑结构,能否在发育过程已基本完成的时候被修复呢?

图示

MeCP2蛋白质结构(图片来源:维基百科)

面对无数瑞特综合征患儿和她们父母无助的目光,伯德研究组启动了这样一个开创性实验。研究者首先在小鼠的MeCP2基因前面装上一个“开关”,用来关闭MeCP2基因的表达,但这个“开关”可以被药物在需要时打开。该小鼠在刚出生的时候,其MeCP2基因是被关闭的,于是出现一系列的疾病表型,比如癫痫、行动困难及容易死亡等。

接下来,研究组的盖伊(J.Guy)博士开展了一系列细致的工作。首先,他一下子大剂量地加入能打开MeCP2基因表达开关的药物。在缺失MeCP2基因的大脑中突然打开内源性MeCP2,导致MeCP2蛋白快速累积,没想到结果却是灾难性的,小鼠无法承受突如其来的MeCP2蛋白,生长发育受到严重影响,接下来居然死亡了。这好像又是MeCP2蛋白“过犹不及”的魔咒。盖伊更换方法,用小剂量药物慢慢地打开关闭的MeCP2基因。经历数年的反复实验,终于来到见证奇迹的时刻!

这些由于缺失MeCP2基因,已经表现出严重疾病症状,步履蹒跚,眼看就要走到生命尽头的小鼠,在它们大脑中的MeCP2基因一点一点地被打开后,脑中的MeCP2水平开始缓慢提升,严重病症一点一点地被抑制,最后行动状态恢复正常,癫痫也消失了,大脑海马中的神经可塑性也得到了恢复。症状发生了大逆转!

这个实验第一次证明,已发育成熟的大脑,仍具备很大的潜能。丧失MeCP2的大脑发育出现各种缺陷,但在整个机体已经成年之后,再给予缺失的关键蛋白质,大脑中错综复杂的受损神经环路仍可以恢复正常功能。这个实验也为瑞特综合征的治疗打开了一扇新的大门,同时提示,由于基因突变而导致其他ASD的患者,也许都可以通过适量的基因治疗而重获健康。

世界各国对ASD的研究正在全面展开。遗传学家用最先进的测序技术继续寻找与自闭症有关的基因。分子生物学家与生物化学家发现多年前曾经研究过的蛋白质,在神经系统里往往具有重要的功能,进而投身神经生物学研究领域。期待从基础到临床的转化研究,能为自闭症从准确诊断到最终治疗贡献力量。对于自闭症这样一种复杂的神经系统疾病的研究,必须靠多学科交叉合作,才能取得实质性进展。期待在自闭症研究中,遗传学家、分子生物学家与神经科学家通力合作,早日改变患者被基因突变所决定的命运!(https://www.daowen.com)

参考文献

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Chen W G,Chang Q,Lin Y,et al.2003.Derepression of BDNF transcription involves calcium-dependent phosphorylation of MeCP2.Science,302(5646):885-889.

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Ramocki M B,Peters S U,Tavyev Y J,et al.2009.Autism and other neuropsychiatric symptoms are prevalent in individuals with MeCP2 duplication syndrome.Annals of Neurology,66(6): 771-782.

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