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最新研究:科学家揭开唐氏综合征患者大脑老化的奥秘

前瞻网    2021-11-16 15:53

 

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唐氏综合征即21-三体综合征,又称先天愚型或Down综合征,是由染色体异常(多了一条21号染色体)而导致的疾病。60%患儿在胎内早期即流产,存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。

大约每700个新生儿中就有一个婴儿患有唐氏综合征,它是最常见的染色体疾病。除了终身的认知障碍外,所有唐氏综合症患者在以后的生活中都特别容易发生神经变性。

在第一项此类研究中,来自桑福德-伯纳姆-普雷斯公司的研究人员发现了唐氏综合症患者大脑老化过程中的分子变化,这可能有助于解释他们的认知障碍,包括在生命后期发展为阿尔茨海默病的原因。

发表在《美国国家科学院院刊》上的这一发现可能有助于为新疗法铺平道路,帮助唐氏综合症患者和阿尔茨海默病患者。

虽然参与唐氏综合症患者阿尔茨海默病发展的基因和生化途径已经被确认,但触发这些途径的细胞和分子变化仍是一个谜。

为了研究这个问题,研究团队使用一种叫做单核转录组学的方法分析了29个已逝唐氏综合症患者的大脑。这种方法能够研究单细胞内的RNA分子。虽然这种技术正被广泛用于许多领域,但它从未被用于唐氏综合症的大脑。此外,这篇论文代表了首次在人类大脑中使用长读测序,这是一种更准确、更不容易出错的基因测序方法。

该团队发现了唐氏综合症大脑的几个特征,这可能有助于确定唐氏综合症认知障碍和阿尔茨海默症的起源。

首先,他们发现在唐氏综合征中,大脑中的抑制性神经元总体上多于兴奋性神经元,这意味着阻断大脑电信号的神经元多于触发电信号的神经元。此外,他们还发现,活化的小胶质细胞在早期持续增加。小胶质细胞是一种脑细胞,是治疗阿尔茨海默症的新靶点。

研究小组还在数以千计的RNA中发现了特殊的特征,这些RNA被称为显子内接头,在这里,遗传物质的蛋白质编码部分连接在一起,形成新的分子。这些结点以前只在一个叫做APP的基因中出现过,该基因的改变被认为会导致阿尔茨海默病。

这些结点的存在与大脑中一种叫做体细胞基因重组的现象相一致:DNA被修改成新的基因组合。研究人员以前曾提出体细胞基因重组在阿尔茨海默病中起作用,而这些新发现支持了这一假设。

科学家说:“还需要更多的研究来确认这些新的RNA是否反映了体细胞基因重组或来自其他来源。但鉴于我们之前在阿尔茨海默氏症大脑中的发现,这个新的唐氏综合症证据指向了这个方向,我们很高兴能进一步调查它。”

该研究论文题为'Altered cell and RNA isoform diversity in aging Down syndrome brains',已发表在《美国国家科学院院刊》上。

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责任编辑: 4150ZYN

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