基因突变如何导致脑部疾病 斑马鱼可以回答

2019年12月26日15:06:35基因突变如何导致脑部疾病 斑马鱼可以回答已关闭评论
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对迅速发展的斑马鱼胚胎进行仔细观察,有助于神经科学家更好地了解包括自闭症和精神分裂症在内的脑部疾病的潜在基础。俄亥俄州立大学的研究…

对迅速发展的斑马鱼胚胎进行仔细观察,有助于神经科学家更好地了解包括自闭症和精神分裂症在内的脑部疾病的潜在基础。

俄亥俄州立大学的研究人员对了解由与神经系统疾病相关的遗传缺陷引起的神经系统发育的变化感兴趣-特别是丢失了称为Protocadherin-19或PCDH19的基因。突变与脑部疾病之间的联系是众所周知的,但是为什么一个人会导致另一个人的机制一直是个谜。

这项新研究于本月在线发表在eNeuro期刊上,指出大脑中细胞相互作用的“聚集”可能破坏正常发育和大脑健康。

俄亥俄州立大学神经科学副教授詹姆斯·琼特斯说:“科学家们发现了数百种基因,这些基因会导致精神分裂症,自闭症和其他脑部疾病,但没人知道这些基因突变到底会导致什么问题。”该大学神经病学研究所的成员。

“我们的目标是了解这些基因的细胞作用以及缺陷如何导致大脑发育变化。”

斑马鱼或达尼奥雷里奥(Danio rerio)是热带小型淡水鱼,出于多种原因吸引了科学家。它们的胚胎是透明的,它们以弯曲的速度发育,并且与人共享大量的DNA,从而可以对发展变化进行权宜之计和启发性研究,这些变化最终可能会阻碍人类疾病的发展。

乔恩特斯(Jontes)和他的合作者研究生萨拉(Sarah Light)希望看到将PCDH19突变引入斑马鱼时发生的神经学变化。

使用高能显微镜,研究人员可以观察到细胞水平随时间的变化-Jontes自己制造的仪器-研究人员观察到正常“野生型”斑马鱼的胚胎发育与被淘汰的斑马鱼的胚胎发育之间存在明显差异PCDH19基因。

“这是第一项在单个细胞水平上使用功能成像来研究已知会在活生物体中引起人类神经系统疾病的突变的研究,我们看到了带有该突变的动物的大脑结构有明显差异,琼特斯说。

“这类工作有可能帮助我们更详细地了解基因与疾病之间的关系,包括自闭症和癫痫病。我们不完全了解这些突变对人类大脑结构和发育的作用,如果我们能弄清楚什么,他们以鱼为食,这将使我们在寻求答案方面有很长的路要走。”

神经元在大脑中形成对人类发展,思想,功能,行为和情感至关重要的网络。在改变后的斑马鱼中,研究人员能够非常详细地观察神经元水平的活动。

并且,在旨在寻找神经元和活动模式之间的关系的高级数学分析的帮助下,他们发现具有突变的斑马鱼中的神经网络比普通斑马鱼的大脑中的神经网络更加紧密或聚集。

数据是在受精后三到六天之间收集的,这是斑马鱼快速生长和成熟的时期。到受精后第六天,斑马鱼的幼虫已经表现出觅食和游泳等行为。

“我们在突变斑马鱼的神经元之间看到了许多相互联系。我们不知道到底是什么意思,但这可能意味着在正常情况下不会相互作用的细胞之间发生了不适当的连接。也许当细胞过多时,这就会成为问题。被整合到神经元网络中。”