命運逆轉:研究人員消除自閉症譜系障礙的症狀

科學家在小鼠模型中展示了逆轉嚴重神經系統綜合徵影響的可能性,方法是恢復先前失活基因的完整功能

雷特綜合徵(RS)是自閉症譜系障礙中身體致殘性最強的疾病之一,根據美國國立衛生研究院的資料,每10,000至15,000名出生的女性中就有一人患病。通常在出生後18個月內發病,患病的小女孩開始表現出類似於自閉症的反社會症狀。RS主要影響神經系統,最終可能導致言語和運動障礙,常常導致患者步態僵硬或需要輪椅。症狀還可能包括震顫和呼吸不規律。

1999年,達拉斯貝勒醫學院的兒童神經系統疾病專家 Huda Zoghbi 發現,RS 很可能是由位於 X 染色體上的基因 Mecp2 的突變引起的。Mecp2 是由蘇格蘭愛丁堡大學的分子生物學家 Adrian Bird 在九年前發現的。據信它具有表觀遺傳功能,透過在必要時關閉其他基因來調節它們。

現在,Bird 的實驗室在本週的《科學》雜誌上報告說,它透過靶向近二十年前發現的基因,逆轉了與 RS 相關的衰弱症狀。


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Bird 說:“我們研究的重點是表明,重新啟用該基因永遠不會太晚。” “我們可以在大約 80% 的腦細胞中啟用該基因,這似乎足以逆轉症狀。”

Bird 和他的同事創造了 Mecp2 基因存在障礙的突變小鼠,這阻止了該基因的表達。科學家們使用藥物他莫昔芬(一種用於治療乳腺癌的雌激素受體調節劑),然後能夠促使懸浮在小鼠神經元細胞細胞質中雌激素受體上的酶遷移到細胞核中,並恢復該基因的功能。在確定了他莫昔芬的適當劑量後——早期試驗由於 Mecp2 的過度啟用導致大量小鼠死亡——研究人員確定了為期四周的逐步提高基因功能的方案。

該團隊根據小鼠表現出的症狀(例如步態笨拙、嗜睡和震顫)對小鼠進行評分,以監測改善情況。小鼠和人類男性通常因 Mecp2 突變而早逝,因為他們的 Y 染色體不提供該基因的正常副本。在小鼠模型中,科學家們能夠啟用 Mcep2,大幅減少異常行為,並將小鼠的壽命延長到遠遠超出通常患有 Mcep2 阻滯的雄性小鼠 17 周的最長壽命。患有該疾病的人類女性可以像雌性小鼠一樣過上正常的壽命——後者也經常變得肥胖。在雌性小鼠模型中,包括體重增加在內的所有症狀都被消除。該團隊透過注意到小鼠神經元在基因功能恢復後,能夠進行長期增強作用(一種對刺激的反應,與學習過程有關)來鞏固了他們的發現。

馬薩諸塞理工學院懷特海研究所的生物學家 Rudolf Jaenisch 驚歎道:“對我來說,這就像一個夢想成真的結果。” “即使你患有這種疾病——而且這些動物幾乎瀕臨死亡——你仍然可以拯救它們。”

Bird 說,之前的研究表明,這裡研究的小鼠模型可能適用於人類。“這使人們相信,只要我們能找到合適的療法,人類雷特綜合徵也是可逆的,”他說。馬薩諸塞大學醫學院的心理學家 Schahram Akbarian 同意這一發現令人興奮,但對其應用並不那麼樂觀。“我們不知道在小鼠身上觀察到的疾病症狀的可逆性,”他說,“是否存在於產前和產後大腦發育期比小鼠長得多的人類身上——人類是幾個月和幾年,小鼠是幾周。”

除了這項新工作對 RS 的潛在作用外,還有人推測它可能為治療其他神經系統疾病鋪平道路,例如學習障礙、精神分裂症、自閉症和新生兒腦病,以及一些也與 Mecp2 基因相關的智力遲鈍。

貝勒醫學院的 Zoghbi 說:“在小鼠模型中證明的正常功能的成功恢復表明,如果我們能夠開發出解決 Mecp2 缺失的療法,” “我們可能能夠逆轉患有雷特綜合徵、自閉症和相關神經精神疾病的兒童和成人的神經損傷。”

Bird 對此持謹慎樂觀態度。“我們的資料僅指雷特綜合徵,”他說,“但這讓人想知道自閉症和其他人類腦部疾病。”

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