自闭症儿童有多余的大脑突触
有可能删除诊断后突触与药物吗
患有自闭症的儿童和青少年在大脑突触的盈余,这是由于过剩的减速发展期间正常的大脑“修剪”的过程,一项研究显示,哥伦比亚大学医学中心的神经科学家(CUMC)。因为突触是神经元连接的地方,相互通信,突触过度可能对大脑如何产生深远的影响函数。该研究发表在8月21日在线出版的杂志神经元。
药物,恢复正常的突触修剪可以提高出自闭症行为在老鼠身上,给药的研究人员发现,即便患者出现后的行为。
“这是一个重要的发现可能导致自闭症的小说和急需的治疗策略,”杰弗里·利伯曼说,医学博士和椅子的精神病学教授劳伦斯·c·科尔布CUMC纽约州精神病学研究所的主任,他没有参与这项研究。
尽管雷帕霉素药物有副作用,可以使它的使用在自闭症患者,”我们可以看到的事实行为的变化表明,孤独症可能仍然是治疗的孩子确诊后,如果我们能找到一个更好的药物,”说,这项研究的高级研究员,博士David苏尔寿公司部门的神经生物学教授精神病学、神经学、药理学CUMC。
在正常大脑发育,一阵突触的形成发生在初级阶段,尤其在脑皮层,地区参与自闭症行为;这些皮质突触修剪消除了大约一半的青春晚期。突触已知受许多基因与孤独症,和一些研究人员推测,自闭症患者可能有更多的突触。
来测试这一假说,作者国美Tang博士CUMC神经病学助理教授,研究大脑从自闭症儿童死于其他原因。十三大脑来自2 - 9岁儿童,和十三大脑来自13到20岁的孩子。22从没有自闭症的儿童的大脑也检查进行比较。
唐博士测量突触密度的一小部分大脑组织在每个通过计算数量的小刺,从这些皮质神经元分支;每个脊椎通过突触连接与另一个神经元。
年底的童年,她发现,脊柱密度控制的大脑已经下降了一半,但只有16%的自闭症患者的大脑。
“这是第一次有人找,和看到的,缺少修剪在自闭症儿童的发展,“苏尔寿博士说,“虽然降低突触的数量在某些大脑区域已发现在小鼠大脑从老年患者和出自闭症行为。”
线索是什么导致修剪缺陷还发现在病人的大脑;自闭症儿童的大脑细胞充满了古老而损坏的部件和非常缺乏降解途径称为“自噬”。Cells use autophagy (a term from the Greek for self-eating) to degrade their own components.
自噬的神经元损伤的自闭症患者显示自噬标记(红色)的减少而影响神经元。信贷:国美唐/ CUMC
孤独症的使用小鼠模型,研究人员追踪修剪缺陷mTOR蛋白质。mTOR活跃时,他们发现,大脑细胞失去了大部分“自食”能力。如果没有这种能力,老鼠的大脑,包含多余的突触修剪不佳。“虽然人们通常认为学习需要形成新的突触,“苏尔寿博士说,“消除不适当的突触可能同样重要。”
研究人员可以恢复正常的自噬和突触修剪——老鼠和反向出自闭症行为——雷帕霉素进行管理,抑制mTOR的药物。该药物是有效的,即使他们开发的小鼠后进行的行为,表明这种方法可以用于治疗病人即使在疾病诊断。
因为大量的活跃mTOR还发现在几乎所有的自闭症患者的大脑,同样的过程可能发生在自闭症儿童。
“值得注意的发现,”苏尔寿博士说,“是数百个基因与孤独症,但几乎所有人类受试者的活跃mTOR和减少自噬,和所有似乎缺乏正常的突触修剪。说许多,也许是大多数,基因可能收敛到这mTOR /自噬通路,以同样的方式,许多导致密西西比河支流。活跃mTOR和减少自噬,通过阻断正常突触修剪或许构成了学习适当的行为,可能是自闭症的一个统一的特性。”
艾伦·帕克博士,资深科学家西蒙基金会,资助这项研究说,这项研究是一个重要的进步在理解自闭症患者的大脑中发生了什么。
“当前认为自闭症是异构的,潜在的数以百计的基因能做出怎样的贡献。这是一个非常广泛,所以现在的目标是了解这些数百个基因聚集在一起变成一个小数量的途径;会给我们更好的线索潜在的治疗方法,”他说。
“mTOR通路看起来很像这些途径之一。可能筛查mTOR和自噬活动将提供一个意味着诊断自闭症的一些特性,并使这些通路可能有助于治疗突触功能障碍,治疗该疾病。”
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出版
国美唐,凯瑟琳Gudsnuk Sheng-Han郭,玛丽莎l . Cotrina Gorazd Rosoklija,亚历山大•Sosunov Mark s Sonders艾伦•坎特,坎迪斯Castagna, Ai山本,宇悦,Ottavio阿兰契,布拉德利·s·彼得森弗朗西斯香槟,安德鲁j . Dwork詹姆斯高盛,大卫苏尔寿公司。失去mTOR-Dependent Macroautophagy引起突触修剪出自闭症赤字。神经元在线发表在2014年8月21日。doi: 10.1016 / j.neuron.2014.07.040
