发布时间:2014-03-04 14:36 原文链接: Science:唐氏综合症能否治愈

  人们一直认为唐氏综合症中的认知症状过于复杂,这种永久性损伤无法通过药物治愈。麻省总医院的Brian Skotko和许多研究者一样,一直希望能够推翻这一结论。

  为了减轻唐氏综合症患者的智力缺陷,目前有两个主要的药物临床测试正在进行。其中一种药物的靶标是一个化合物,这种化合物在唐氏综合症和阿尔茨海默症患者的血液中含量更高。另一种药物针对的是抑制性神经递质系统,这种系统会抑制唐氏综合症患者的大脑活性。Skotko指出,如果这些药物能够起作用,将为成年后的唐氏综合症患者带来独立生活的希望,

  与此同时,一些研究者们还在进行着不懈的努力,希望能够根除唐氏综合症。他们主要有两个思路,其一是引导胚胎的大脑发育回到正轨,其二是失活额外的21号染色体,解决疾病的病因。“这是一个可以实现的目标,”Tufts大学的胎儿遗传病专家Diana Bianchi说。

  早期干预

  目前的药物临床试验主要针对的是成年的唐氏综合症患者,这些药物如果效果不佳,很可能是因为患者接受治疗的时间太晚,Bianchi说。

  唐氏综合症患者的大脑成熟后比正常水平小20%,其中的神经元更少,并且会出现异常的细胞连接。Johns Hopkins大学的Roger Reeves研究了唐氏综合症的鼠类模型,揭示了大脑发育初期发生的异常。研究显示,受到疾病影响最大的区域主要有:海马体,负责高级认知功能的前额皮质,以及协调运动、学习、注意力和语言的小脑。

  Reeves对小脑最感兴趣。他注意到,在正常大脑发育过程中,小脑中的一群神经干细胞在出生后第二天开始疯狂分裂。而在他研究的唐氏综合症小鼠中,细胞似乎缺乏这一步骤,结果使小脑无法达到正常大小,也无法行使正常功能。

  为此,Reeves采用了一个强力生长因子Sonic hedgehog。他在唐氏综合症小鼠出生后,向它们的小脑中注射这种生长因子。他惊讶的发现只需注射一次,就可以使小脑以正常速度发育到正常的大小。研究指出,一些小鼠长大以后学习缺陷得到了缓解,他的这项研究发表在Science Translational Medicine上。

  然而仅基于这样的小鼠实验,还不能对诊断为唐氏综合症的胎儿进行相应治疗,麻省大学医学院的细胞生物学家Jeanne Lawrence说。“你认为可以根据小鼠研究就对儿童或孕妇用药么?”

  关闭多余的染色体

  Lawrence及其团队去年夏天在Nature杂志上公布了一个“沉默”多余21号染色体的新技术。她向21号染色体的一个拷贝插入XIST基因。正常情况下XIST位于X染色体上,负责关闭女性两个X染色体中的一个。据Lawrence介绍,这一基因会产生一个长链RNA,覆盖住染色体,并启动阻断基因转录的蛋白。

  Lawrence采用的是来自唐氏综合症患者的多能干细胞,她通过插入XIST基因,成功关闭了整个额外的21号染色体。研究显示,被“沉默”的细胞可以正常发育。这一策略不仅可以成为研究唐氏综合症的有力工具,还可以帮助人们进行药物测试。

  下一步,Lawrence打算从唐氏综合症小鼠模型提取神经干细胞,并用XIST进行处理,然后将它们移植回小鼠的海马体,看看这些细胞是否能够增殖,小鼠是否能够恢复学习记忆的能力。她还计划向小鼠海马体的神经干细胞直接输入XIST基因,看是否能够校正大脑的发育和功能。

  不过,XIST治疗离临床应用还有很长一段距离。抛开技术问题不谈,这种强大的基因治疗策略往往面临着难以逾越的伦理障碍,对于产前治疗来说尤其如此。

相关文章

新发现:用电刺激大脑使人更容易被催眠

新研究发现,向大脑的特定部位发送电脉冲会使人更容易被催眠。虽然研究处于早期阶段,但最终可能会推动催眠疗法更广泛地应用于治疗慢性疼痛等疾病。相关研究1月4日发表于《自然心理健康》。美国斯坦福大学的Afi......

西湖大学:揭示神经元调控大脑血流新路径

该校生命科学学院特聘研究员贾洁敏团队的相关研究,揭示了神经元调控大脑血流新路径。他们发现了一座架在神经元与血管之间的“新桥梁”——类突触(NsMJ)。通过类突触,谷氨酸能神经元可直接作用于动脉血管平滑......

SciAdv:科学家揭示肠道微生物组对于儿童大脑发育和功能的影响及关联

目前,新出现的研究证据表明,肠道微生物组或与机体的认知功能结局和神经发育障碍存在一定关联,但目前研究人员并未详细阐明肠道微生物代谢对经典神经发育的影响,近日,一篇发表在国际杂志ScienceAdvan......

大脑中的“GPS”赋予高级空间感知能力

太阳的东升西落,城市的东西南北,过马路要左右看……在人们的日常生活中,大脑的空间感知作用扮演着重要角色。无论是寻找方向、定位目标还是记忆场景,都需要大脑对空间信息的处理和记忆。然而,这个过程是如何在大......

科学家发明小鼠虚拟现实护目镜

《神经元》杂志最新发表的研究表明,小鼠的微型虚拟现实护目镜可以创造令人信服的世界,使科学家能够研究动物在各种场景下的大脑活动。研究人员表示,这项技术使啮齿动物神经科学研究更接近《黑客帝国》中的场景,实......

电脑脑植入技术创新:突破性疗法让创伤性脑损伤患者找回失去的认知功能

对于患有创伤性脑损伤的人来说,认知功能,如记忆、注意力和情绪调节,可能变得异常困难。但纽约市威尔康奈尔医学院的神经学家尼古拉斯·希夫指出,“对于这种问题,目前还没有疗法,尽管它是如此普遍”。现在,在一......

大脑共变模式揭秘基因/心理与疼痛敏感性之谜

疼痛是不愉快的主观体验,但对疼痛感知的敏感性存在较大的个体间差异。探究疼痛敏感性个体差异的产生机制,对于阐释慢性疼痛的易感性并进行个性化疼痛管理具有重要意义。已有研究提示,疼痛敏感性的个体差异可能受到......

《科学》特刊4文揭示:下丘脑虽小但功能强劲

下丘脑虽然很小,但其是位于大脑深处的复杂结构,在协调各种神经元信号方面发挥着巨大作用,这些神经元信号负责使身体保持稳定状态。在最新一期《科学》特刊中,四篇综述文章揭示了这一关键大脑区域对生理和行为稳态......

连接数千个人工神经元,自适应神经连接光子处理器问世

德国明斯特大学、英国埃克塞特大学和牛津大学联合团队现已开发出一种所谓的基于事件的架构,该架构使用光子处理器,通过光来传输和处理数据。与大脑类似,这使得神经网络内的连接不断适应成为可能。这种可变的连接是......

科学家揭示大脑估测数量新机制

一个多世纪以来,科学家发现人们一般都很擅长目测4个及以下的物品数量。但是,面对更大的数字时,人们对数量的判断能力就会明显下降,估计的速度更慢,也更容易出错。如今,科学家发现了其中的原因:大脑在评估4个......