突变与自闭症有关结果脑细胞

科学家想了解自闭症谱系障碍的基本大脑机制已经发现,一个基因突变与疾病引起的过度刺激脑细胞远远大于在神经元细胞突变。

Rutgers-led研究中,跨越七年,使用可用的一些最先进的方法在科学工具箱,包括日益增长的人类大脑细胞的干细胞,移植到老鼠的大脑。

工作说明了新方法的潜力研究脑部疾病,科学家说。

描述这项研究在《华尔街日报》,《分子精神病学》,研究人员发现了一个基因突变——R451CNeurologin-3,在人类——被发现导致自闭症引发更高层次的网络间的通信移植人类大脑细胞在老鼠的大脑。这过激励,量化科学家在实验中,表现为一阵电活动水平的两倍多的脑细胞没有突变。

“我们惊讶地发现一个增强,而不是一个赤字,”说挚萍庞系的副教授,神经科学和细胞生物学在新泽西州的儿童健康研究所罗格斯大学罗伯特。伍德。约翰逊医学院和该研究的资深作者。”这在这些特定的细胞功能,揭示了我们的研究中,导致大脑的神经元网络之间的不平衡,扰乱正常的信息流动。”

细胞构成了人类大脑的互连网包含专门的“兴奋性”细胞,刺激电活动,平衡了“抑制”脑细胞减少电脉冲,庞说。科学家们发现超大的破裂引起的电活动突变把老鼠的大脑失常。

孤独症谱系障碍是一种发展性障碍大脑的差异造成的。大约44个孩子已确定与障碍,据估计美国疾病控制和预防中心。

研究表明孤独症可能是由于中断正常的大脑增长在发展早期,根据美国国家卫生研究院的国家神经疾病和中风研究所。这些干扰可能是基因突变的结果,控制大脑发育和调节脑细胞如何相互沟通,根据美国国立卫生研究院。

“所以孤独症的潜在机制是未知的,阻碍了发展有效的疗法,”庞说。“用人类神经元产生人类干细胞作为模型系统,我们想了解为什么一个特定的突变会导致自闭症。”

研究人员采用CRISPR技术改变人类干细胞的遗传物质来创建一条线包含突变的细胞的他们想要学习,然后派生人类神经元细胞携带这种突变。CRISPR,缩写集群定期中间短回文的重复序列,是一个独特的基因编辑技术。

在这项研究中,人类的神经元细胞生成,突变,一半一半,然后植入老鼠的大脑。从那时起,研究人员测量和比较具体的神经元的电活动采用电生理学,生理学的一个分支,研究生物细胞的电特性。电压或电流变化可以量化各种尺度,根据研究对象的尺寸。

“我们的发现表明,NLGN3 R451C突变显著影响人类神经元兴奋性突触传递,从而引发整体网络性能的变化,可能与精神疾病有关,”庞说。“我们认为这是非常重要的信息。”

庞说,他预计许多技术开发进行这个实验用于未来的科学调查的基础上其他脑部疾病,如精神分裂症。

“这项研究强调了潜在使用人工神经元作为一个模型系统研究的精神障碍和发展新疗法,”他说。

参考:王L,米拉贝拉VR,戴R, et al。分析自闭症相关neuroligin-3 R451C突变在人类神经元揭示功能突触机制。摩尔精神病学。2022:1-16。doi:10.1038 / s41380 - 022 - 01834 - x

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