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Spectrum:自闭症研究新闻

新闻 孤独症研究的最新进展。

小鼠模型揭示呼吸问题的根源在罕见形式的自闭症

通过 / 2021年11月5日
老鼠神经元在红色和粉红色的黑色。
呼出:与对照组(左)相比,在TCF4基因突变的小鼠(右)中,被认为控制呼气的神经元(粉红色)供应不足。

由丹尼尔·穆基提供

患有匹特-霍普金斯综合症(一种罕见的自闭症)的儿童的呼吸问题源于电路功能失调,钠离子通道异常根据一项新的老鼠研究,在脑干中。

全球约有250人患有皮特-霍普金斯综合症,其特征是智力残疾、发育迟缓、癫痫和多动。多达50%的患有该综合症的儿童还会出现呼吸问题,他们会在快速呼吸和屏住呼吸之间交替。

首席研究员说:“这种呼吸方式很容易导致吸入性肺炎,这是导致皮特-霍普金斯患者死亡的主要原因。丹尼尔Mulkey她是斯托尔斯康涅狄格大学的生理学和神经生物学教授。它还会干扰日常活动,导致儿童跌倒或晕倒。

这种综合症是由一种基因突变引起的TCF4它编码一种帮助开启或关闭其他基因的蛋白质。但科学家们还无法解释这种受损基因是如何转化为特定特征的。

新作品,10月出版自然通讯,将这种病症的标志性呼吸问题追踪到大脑中的一组神经元脑干研究人员说,钠通道的存在通常在大脑中没有发现,尽管可能还有其他原因。

“我们一直存在的一个大问题是,‘我们如何处理这些问题?’因为我们不知道它们来自哪里,也不知道是什么导致了它们。金伯利Goodspeed他是达拉斯德克萨斯西南大学儿科学的助理教授,并没有参与这项研究。

她和其他人说,这种异常的钠离子通道可以作为治疗的目标。

电影: TCF4基因突变的小鼠(右)比野生型小鼠(左)在笼子里移动得更多。

突变小鼠:

穆基的团队研究了TCF4基因突变的小鼠。研究人员发现,就像患有皮特-霍普金斯综合症的人一样,这种动物极度活跃,呼吸紊乱。在对某些刺激的反应中,老鼠表现出的类似焦虑的行为也比预期的要少。

研究小组检查了取自腹侧面部区域(脑干中调节呼吸的区域)的脑切片中的神经元。研究人员发现,控制吸入的神经元无法与呼吸回路的其他部分正常交流。被认为与呼气有关的神经元子集有70%缺失。

脑切片中还含有NaV1.8,这是一种通常只在周围神经中发现的钠通道。钠通道有助于通过神经元传播电脉冲或动作电位。

用可以进入大脑的钠通道阻滞剂治疗tcf4突变小鼠,可以缓解它们的呼吸困难、多动和类似焦虑的行为。切断神经元中控制呼吸的钠通道同样能改善动物的呼吸。研究人员在这个实验中没有检查行为特征。

研究人员还不确定钠离子通道是如何导致皮特-霍普金斯综合症症状的。这可能是“当这些细胞表达这种钠通道时,它们不能继续产生动作电位,因此它们不能保持它们的活动,”穆基说。

钠通道提供了一个“特殊的分子靶点,有可能拯救这些呼吸道问题,”他说埃里克·莱文他没有参与这项研究。

口气清新

研究人员计划探索TCF4的缺乏是如何导致呼吸回路中某些细胞的损失的。

“我想确定这些呼气细胞特有的基因。他们是谁,他们在做什么,他们在和谁说话?”Mulkey说。

但他说,同样重要的是,要超越这组特定的神经元,观察它们运作的更广泛的背景。“它们不会单独发挥作用。他们生活在一个有星形胶质细胞的社区里。它包括血管张力的调节。它包括抑制性神经元,它们像管弦乐队一样相互控制并影响行为。”

皮特-霍普金斯综合症和其他自闭症相关病症之间是否有相似之处仍是一个问题,比如Rett综合症这与呼吸紊乱的模式相似。虽然这些呼吸问题的细胞和分子原因不太可能是相同的,但它们可能有共同的下游影响。

莱文说:“即使这些症状的潜在原因是不同的,它们可能会聚在一个类似的下游目标上,比如这个钠通道。”“这可能是一个共同因素,在这些情况下和其他情况下都可以作为目标。”

本文引用:https://doi.org/10.53053/LUYL3482


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