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UCLA的脑科学家发现他汀类,一种非常著名的降血脂药物,能够逆转一种常见的与学习障碍相关的基因突变造成的学习缺陷。该研究发表在10月提前线上发表的《自然 脑科学》杂志,研究模型为基因工程构建的小鼠疾病模型——Noonan综合症。
该综合症从多个方面扰乱儿童发育,通常造成面部表情异常,身材短小,心脏缺陷和发育迟缓。目前没有相应的治疗手段。
“Noonan综合症发病率大概在每2000人一例,并且半数的病人有学习障碍”,Alcino Silva解释道,她是PI兼UCLA David Geffen学院神经生物学,精神病学和心理学系教授。
“我们的方法发现疾病的发病机制以及逆转成年鼠中疾病症状的治疗策略。我们对此非常兴奋,因为这意味着我们发明的治疗策略可以帮助数百万有学习障碍的Noonan患者。”
尽管有多个基因的突变都可以导致Noonan综合症,但是其中一个单基因的突变是造成半数Noonan症的原因。该基因编码一个调控蛋白,名字叫Ras,该蛋白调控者神经细胞之间的交流方式,从而产生学习过程。
通过和文章第一作者Young-Seok Lee的合作,Silva发现Noonan突变导致高度活跃的Ras,打乱了细胞的信号流通并且损伤学习过程。
“学习过程创造力脑部的物理变化,就好像是唱片上的小沟,”Silva说,她是UCLA脑研究所和UCLA学习与记忆整合中心的一员。
“过剩的Ras倾覆了脑内信号开关的平衡。这打乱了大脑用于记录学习信息所需的细胞交流的精细平衡过程。”
“脑内过度活跃的Ras信号是Noonan综合症和行为学症状的病因,”Lee说,他是UCLA之前的博士后研究人员,现在在韩国首尔中央大学有自己的实验室。“Ras的过度堆积将会在脑突出形成成熟前改变其结构,导致大脑没有容量记录学习过程中必要的改变。”
联系Silva之前对1型神经纤维瘤病的研究,另一个受到Ras影响的疾病,UCLA的研究团队用洛伐他汀,一种FDA批准临床使用的药物对小鼠进行治疗。
它是这么工作的:他汀类药物通过阻断特定Ras需要的脂肪分子的合成来影响Ras的功能。Ras功能的降低使得脑细胞交流正常,从而可以学习过程正常精细。
“Noonan综合症干扰学习过程所需的脑部细胞功能,最终导致学习缺陷,”Silva说。“他汀类药物作用于疾病的根本并且可以逆转这种缺陷。这使得学习过程能够改变脑部的物理结构并且存储记忆。”
当UCLA的研究团队对Noonan小鼠进行洛伐他汀治疗,他们发现Ras活性急剧降低,改善了小鼠的记忆和对物体的记忆以及水迷宫评分。
“我们对他汀类药物恢复成年动物认知功能为正常水平的结果感到非常吃惊。通常情况下,科学认为治疗需要在胎儿期开始治疗才能够有效,”Silva解释道。“我们的研究表明,主要的致病基因突变不仅在胎儿发育过程中起到重要的作用,也在成年动物脑功能方面起着重要的作用。”
根据Silva所所,UCLA的治疗方法将帮助约3千5百万美国人对抗学习障碍。接下来的任务就是将药物治疗方式在Noonan患者中进行临床试验。如需要临床试验地点的信息,请联系Raspathies Network。