癌症基因驱动早期大脑发育至关重要的决定

来源:圣路易斯华盛顿大学

一个基因与小儿脑瘤是早期大脑发育的一个重要推动力,研究员华盛顿大学医学院的在圣路易斯发现。

该研究发表在10月在细胞干细胞,显示1神经纤维瘤病(NF1)基因有助于推动干细胞不同路径,引导他们成为两个主要类型的脑细胞:支持大脑细胞称为星形胶质细胞和神经元。

NF1基因变异在遗传疾病称为神经纤维瘤病1型。新的研究结果表明,科学家们可能需要单独的治疗方法来处理这种情况的两个主要症状,脑癌和学习障碍。

“我们的研究结果也有潜在影响大脑发育的一般研究,”资深作者大卫·h·古特曼说,医学博士博士,唐纳德·o·Schnuck家族神经学教授,华盛顿大学神经纤维瘤中心的主任。

“神经科学家已经确定了数量的调节大脑细胞发育的基因,但这种基因是特别有趣,因为它是影响细胞在非常早期的阶段。”

超过100000人在美国神经纤维瘤病1型,使其成为影响神经系统最常见的肿瘤易感性综合症。大脑肿瘤出现在15 - 20%的神经纤维瘤病1型患者来自大脑支持细胞称为星形胶质细胞;相比之下,科学家认为,学习障碍出现在60 - 70%的病人主要是由于大脑神经元的问题。这些症状可以单独或组合发生。

这困惑着科学家们——是一个基因的改变如何影响两种截然不同的细胞类型?星形胶质细胞属于一个类别的脑细胞被称为神经胶质细胞的支持,保护和滋养大脑神经元和监管环境。神经元被认为“工作”的思想和内存使用电化学信号,他们互相交换。

对答案,古特曼和他的同事们转向神经干细胞,引起神经元和星形胶质细胞的祖细胞在胚胎发育的大脑。研究Balazs Hegedus,博士,博士后,发达的老鼠,他们可以选择性地禁用鼠标相当于人类NF1基因,NF1的神经干细胞。

这些小鼠的研究表明,Nf1蛋白质,neurofibromin,控制活动的两个信号通路,环磷酸腺苷(营)途径和Ras途径。这允许neurofibromin调节神经元和星形胶质细胞的发展。

“我们发现neurofibromin Ras途径的调节对星形胶质细胞的发展至关重要,但不是神经元,“古特曼解释道。“集中营的通路的情况却恰恰相反——neurofibromin在营地的影响但不是星形胶质细胞神经元的信号是至关重要的。”

古特曼建议寻找治疗神经纤维瘤病1型应该分支以及类似的双声道。

“对于脑瘤患者,我们可能需要关注识别新的或现有的治疗规范化Ras途径活性,“古特曼说。“把学习障碍,我们可能需要关注营地的途径。”

更多细节将神经干细胞的分子机制在路径成为星形胶质细胞或神经元可能是有用的对于理解大脑的其他发育障碍,根据古特曼。

他和他的同事计划使用这种独特的小鼠模型,允许他们在大脑选择性地禁用Nf1祖细胞更好地理解神经纤维瘤类型1-related学习障碍的原因。

的大脑解剖,神经纤维瘤病1型患者没有明显的结构性缺陷,容易解释为什么大部分孩子有学习障碍的条件。从这个Nf1鼠标应变的研究可能提供一个提示的问题所在。

“在我们调查neurofibromin与神经元分化的关系,我们发现损失Nf1表达神经元延迟制造蛋白质的能力重要的增长新的分支,“古特曼说。“虽然我们还没有证明了这一点,我们的研究表明发展中神经元的能力与其他神经元Nf1基因失调时可能会受损。问题做适当的连接可能会妨碍学习和记忆。”

古特曼计划额外的小鼠模型的研究调查的可能性,干细胞是关键贡献者神经纤维瘤病1型脑瘤的形成和维护。

“因为他们缺乏约束的增长和复制出现在更成熟的细胞,干细胞是研究更集中作为一种重要的细胞类型在癌症治疗的目标,“古特曼说。“老鼠在本研究开发将宝贵的帮助解决在脑肿瘤干细胞的角色形成和增长。”