新的研究表明，唐氏綜合症患者的大腦迴路中斷可能與神經系統正常發育和發揮功能所依賴的特定分子的缺乏有關。研究小組表示，恢復這種被稱為多效蛋白的分子可能有助於支持唐氏綜合症和其他神經系統疾病的大腦功能。這甚至可能導致生命的延續
這項工作是在老鼠身上完成的，而不是在人身上，所以它距離治愈還很遙遠。然而，研究人員發現，在成年小鼠的大腦完成形成後，給予多效素可以改善其大腦功能。這使其比之前旨在加強唐氏綜合症相關大腦迴路的策略更具優勢。這必須在懷孕期間非常短的時間內完成。
“這項研究非常令人興奮，因為它證明了我們可以靶向星形膠質細胞。星形膠質細胞是大腦中的一種細胞，專門分泌調節突觸的分子，以在成年後重新連接大腦，”研究員 Ashley N. Brandebura 博士說，他曾在索爾克生物研究所的研究小組中工作，現在是弗吉尼亞大學醫學院的一部分。 “這距離在人類身上的應用還很遙遠。但它給了我們希望，即可以通過有效的基因療法或蛋白質注射來傳遞分泌的分子，以改善唐氏綜合症患者的生活質量。”
了解唐氏綜合症及其對健康的影響
在美國，每年出生的嬰兒中約有六分之一患有唐氏綜合症。根據聯邦疾病控制和預防中心的說法，這是發育過程中細胞分裂錯誤造成的。可能與發育遲緩、多動和壽命縮短有關。並且存在較高的健康問題風險，包括心臟缺陷、甲狀腺問題以及聽力或視力問題。
由 Nicola J. Allen 博士領導的索爾克科學家開始通過檢查小鼠模型腦細胞內的蛋白質來更多地了解導致唐氏綜合症的原因。他們關注多效蛋白，因為它通常在大腦發育的關鍵階段出現非常高的水平。在神經細胞之間的突觸形成連接以及軸突和樹突的形成中起著重要作用，這使得神經細胞能夠發送和接收信號。研究人員還指出，唐氏綜合症患者的多效素水平會降低。
測試恢復多效素是否可以改善大腦功能。該團隊使用一種稱為病毒載體的工程病毒將病毒傳遞到正確的位置。病毒通常與流感等疾病有關，但研究人員可以修改這些病毒，使其不會引起疾病。並帶來有用的信息。在這種情況下，病毒就與惡意組件分離了。而且它富含有益物質，包括生長素，因此該分子可以直接引入細胞中。
星形膠質細胞、突觸和大腦可塑性
科學家報告說，向星形膠質細胞提供多效素，星形膠質細胞是腦細胞的主要類型，會在變化過程中產生巨大影響，海馬突觸數量增加。這是涉及學習和記憶的區域。研究小組還發現大腦的“可塑性”有所增強，即形成或適應支持學習和記憶的連接的能力。
“這些結果表明我們可以使用星形膠質細胞作為載體將可塑性誘導分子傳遞到大腦，”艾倫說。 “有一天，這可能會讓我們重新連接錯誤的連接並提高大腦的性能。”
更廣泛的影響和後續步驟
研究人員強調，多效蛋白不太可能是唐氏綜合症中迴路問題背後的唯一因素。他們表示，需要做更多的工作來了解所涉及的眾多貢獻者。儘管如此，他們認為結果表明該方法是可行的。它最終可能有助於超越唐氏綜合症。這也包括其他神經系統疾病。
“星形膠質細胞可以傳遞分子來刺激大腦可塑性的想法對許多神經系統疾病都有影響。這包括其他神經發育障礙，如脆性 X 綜合徵，也包括神經退行性疾病，如阿爾茨海默病，”Brandebura 說。 “重新編程”紊亂的星形膠質細胞以傳遞突觸分子，我們可以對許多疾病狀態產生非常有益的影響。 ”
在索爾克完成博士後培訓後，布蘭德布拉計劃在 UVA Health 繼續她在這一領域的研究，她是 UVA 腦研究所神經科學系的成員。以及大腦和膠質細胞免疫學中心（BIG 中心）
發表研究成果並籌集資金。
結果發表在期刊上。 細胞報告– 本文現已開放獲取。這意味著它可以免費閱讀。研究團隊包括 Brandebura、Adrien Paumier、Quinn N-Asbell、Tao Tao、Mariel Kristine B-Micael、Sherlyn Sanchez 和 Allen。科學家們表示這項工作沒有經濟利益。
支持由 Chan Zuckerberg Initiative 和美國國立衛生研究院神經疾病和中風撥款 F32NS117776 提供支持。
