《遗传发育所发现自闭症发病新机制》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: feifei
  • 发布时间:2019-01-08
  • 中国科学院遗传与发育生物学研究所许执恒研究组通过制作一个SH3RF2单拷贝缺失的小鼠动物模型,以确定SH3RF2是否参与大脑发育,SH3RF2突变是否能导致ASD,并进一步研究相关的发病机制。团队成员发现SH3RF2单拷贝缺失小鼠表现出明显的刻板/重复行为;在社交互动和交流方面存在明显的异常,并伴有多动和癫痫发作等ASD病人中常见的表型。进一步研究发现了动物大脑海马树突棘发育的缺陷、谷氨酸能受体亚基的异常组成和异常的兴奋性突触传递。值得注意的是,这些缺陷选择性地发生在单侧大脑,与临床患儿功能磁共振结果相吻合,即ASD患儿存在左半球脑功能障碍。该研究首次证实SH3RF2单拷贝缺失是ASD的一种高风险因子,甚至是致病基因,其突变导致疾病的发病机制很可能是由于左脑半球突触功能缺陷引起的。

相关报告
  • 《Nature | 利用人脑类器官高通量单细胞基因编辑技术揭示自闭症发育缺陷》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-26
    • 2023年9月13日,奥地利科学院分子生物技术研究所Juergen A. Knoblich和李冲(共同通讯和共同一作)团队在Nature上发表了文章 Single-cell brain organoid screening identifies developmental defects in autism 。研究团队开发了一种崭新的高通量基因编辑和单细胞转录组测序技术(CHOOSE系统),将我们对自闭症的理解提升到了一个新的高度。    这项研究为自闭症基因研究提供了一个涵盖发育和细胞类型特异性的表型数据库。此外,研究人员发现了特定的细胞类型和基因调控网络更容易受到自闭症的影响,这需要未来更多的研究关注。CHOOSE系统为研究致病基因表型提供了一种系统性、定量化、高通量和高分辨率的技术,不仅适用于脑疾病的研究,还可用于研究其他器官系统疾病的机制。这将深化并加速我们对遗传疾病机制的研究。 本文内容转载自“BioArt”微信公众号。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06473-y
  • 《遗传发育所发现糖鞘脂MacCer与Wnt相互作用促进神经突触生长》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-01-10
    • 脂质作为细胞膜组分和信号分子,对神经系统的发育与功能至关重要。多种参与脂代谢的基因突变后导致神经系统疾病。但脂质种类繁多并在合成代谢通路中相互转化,哪些脂质参与调控神经发育及其相关调控机制是神经生物学领域的重大科学问题。   中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员张永清实验室以传统的模式生物果蝇为材料,通过遗传筛选,发现糖鞘脂 (GSL) 合成通路中的多个基因调控神经突触的生长。进一步的遗传分析结合脂质特异抗体染色发现GSL甘露糖-葡萄糖神经酰胺 (MacCer) 促进突触生长。GSL在生物膜上与固醇组装成脂筏。通过药物学实验结合遗传分析发现MacCer促进突触生长依赖于脂筏。许多蛋白与脂筏结合并参与信号转导,例如生长因子Wnt1/Wingless (Wg)可特异地与脂筏结合并激活信号通路促进突触生长,并且Wg信号通路的激活依赖于其与脂筏的结合。进一步的研究表明MacCer在神经突触中与Wg共定位,并正调控Wg水平从而影响Wg信号通路活性。为了进一步研究MacCer是如何与Wg相互作用的,他们与法国马赛大学教授Jacques Fantini实验室合作,通过分子模拟和脂质生化试验发现,Wg中有一个包含15个氨基酸的短肽能特异性地与MacCer结合。进一步的体内实验验证两者的结合影响MacCer与Wg共定位并调控神经突触的生长。综上所述,该研究首次发现糖鞘脂MacCer通过调控Wg信号通路促进突触发育。   该研究结果于10月25日在线发表于国际期刊eLife。张永清实验室博士后黄琰为论文第一作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持。