小分子使新的成年神经元不走失 可能与精神分裂症有关
一小段被称为microRNA的核糖核酸可以使一个健康的成人大脑和一个容易出现包括精神分裂症在内的疾病的大脑区别开来。
索尔克研究所(Salk Institute)的科学家发现,miR-19引导成人大脑中新神经元的位置,而该分子在精神分裂症患者的细胞中被破坏。该研究结果于2016年7月6日发表在《神经元》(Neuron)杂志上,为更好地理解成人大脑如何控制新神经元的生长以及它如何出错铺平了道路。
“这是个体microRNA与大脑中的特定过程或大脑疾病之间的第一个联系,”资深作者Rusty Gage说,他是Salk基因实验室的教授,也是Vi和John Adler研究年龄相关性神经退行性疾病的主席。
虽然大多数RNA分子都包含了制造蛋白质的指令——细胞的体力活——但microrna并不编码蛋白质。相反,它们自身是活跃的,与其他RNA链结合,阻止它们产生蛋白质。此前,科学家们已经证明,在大脑疾病中,microRNA分子的水平会发生改变,但哪些microRNA与之无关。
Salk高级研究员、这篇新论文的第一作者韩金菊(音)说:“人们对大脑中的microrna进行了相当广泛的研究。”“但目前有超过2000种microrna,只有少数几个被深入研究过。”
在人类大脑的一些特定区域,成年期会出现新的细胞。Gage, Han和他们的同事发现,当这些区域的新脑细胞(称为神经祖细胞)的前体被诱导成为成人大脑中的神经元时,miR-19的水平变化比任何其他microRNA的水平都要大。
“microRNA miR-19与癌症有关,人们从未想到它与大脑有关,”韩说。“但我们发现,当干细胞分化成神经元时,其水平发生了相当大的变化。”
研究人员接着表示,当miR-19在神经祖细胞中被阻断时,一种名为Rapgef2的基因对应的RNA水平会发生改变。此外,新的神经元没有迁移到大脑的正确区域。
由于新的脑细胞的不正确迁移与精神分裂症等神经精神疾病有关,Gage的研究小组接下来分析了神经祖细胞中miR-19和Rapgef2的水平,这些细胞是通过重新编程精神分裂症患者的皮肤细胞而产生的。虽然患者的Rapgef2基因没有突变,但他们的miR-19水平较高,这与Rapgef2的RNA和蛋白水平较低相对应。该小组目前正在研究miR-19在精神分裂症小鼠模型中的作用,以及从更广泛的人群中观察细胞。
因为miR-19与癌症(包括乳腺癌、前列腺癌和B细胞淋巴瘤)有关,研究人员已经在研究阻断这种分子的药物。但韩说,新的研究结果表明,这类药物可能对大脑有影响。她说:“这意味着,如果miR-19靶向于癌症,那么对大脑的影响需要仔细考虑。”但这也意味着人们可能会用这些疗法来治疗神经精神疾病。不过,还需要做更多的工作,才能确定这一结果是否适用于人类。
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