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Science:亨廷顿舞蹈病改变人类神经发育

来源:本站原创 2020-07-17 19:32

2020年7月17日讯/生物谷BIOON/---亨廷顿舞蹈病(Huntington's disease, HD)是已被最广泛研究的四种主要神经退行性疾病之一。这种疾病是由亨廷顿蛋白(huntingtin, HTT)编码基因发生突变引起的。患有HD的人会经历沮丧、易怒以及其他神经系统和行为问题。他们也可能在处理信息和控制身体动作方面有困难。

虽然HD是一种晚期表现的神经退行性疾病,但小鼠研究和对症状前突变携带者的神经影像学研究都表明,这种疾病可能会影响神经发育。

为了确定是否真的如此,在一项新的研究中,来自法国的研究人员研究了来自携带HD突变的人类胎儿(妊娠13周)的组织。相关研究结果于2020年7月16日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Huntington’s disease alters human neurodevelopment”。
HTT突变与基底核(basal ganglia)。HD疾病是由CAG重复序列编码的多聚谷氨酰胺(polyglutamine)发生扩增引起的。基底核是HD患者发病最严重的部位。图片来自Translational Neurodegeneration, 2017, doi:10.1186/s40035-017-0101-9。

这些组织在发育中的皮层内表现出明显的异常,包括突变的HTT蛋白和连接复合体(junctional complex)蛋白的错误定位,神经前体细胞(neuroprogenitor cell)极性和分化的缺陷,异常的纤毛发生,以及有丝分裂和细胞周期进程的变化。

这些研究人员们在HD小鼠的胚胎中也观察到了同样的现象,他们将这些异常与神经前体细胞的动力间胞核移行(interkinetic nuclear migration,INM)存在缺陷相关联在一起。因此,HD具有神经发育成分,而不仅仅是一种退行性疾病。

在这种疾病中,大脑中的神经细胞随着时间的推移而遭受破坏。它在生命中的任何时候都可能变得明显,但通常开始于一个人的三四十岁。

HD和许多其他神经退行性疾病是由遗传发生扩增的CAG重复序列引起的,其中CAG密码子编码一种称为谷氨酰胺的氨基酸。这些疾病的发病年龄与扩增的CAG重复序列的长度呈负相关,而且被认为是由DNA中这种CAG重复序列编码的多聚谷氨酰胺(polyglutamine)的毒性增加所致。但是,已有人发现HD发病时间是由于个体DNA中扩增的CAG重复序列的特性,而不是由于多聚谷氨酰胺的长度决定的(Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.06.036)。

CAG重复序列的这个关键特性是它随着个体年龄的增长而发生进一步扩增的倾向,从而导致特定脑细胞中的CAG重复序列越来越长,直到达到临界阈值长度并产生毒性。因此,人们在这种疾病过程的早期应当着重关注DNA重复序列本身而不是它编码的蛋白。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Monia Barnat et al. Huntington’s disease alters human neurodevelopment. Science, 2020, doi:10.1126/science.aax3338.

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