与智力发育延迟及其他神经疾病有关的分子物质

aqi96

与智力发育延迟及其他神经疾病有关的分子物质

科学日报最近报道了许多神经病，包括癫痫，精神分裂症和无脑回（智力延迟发育的一种），这些疾病都是由于在大脑发育期间神经细胞异常迁移引起的。（Genes & Development, 15 September 2007）

在意大利欧洲分子生物学实验所(EMBL)鼠生物学研究小组的研究员目前已经发现一种蛋白质可引起细胞骨架机化，这个过程对预防上述得神经疾病缺陷是非常重要的。在基因&发育杂志中他们报道了这一蛋白的缺乏表现出由于大脑表层脑皮质发育不完善引起的无脑回综合征。

大脑皮质是一个复合结构，是由许多重要的神经元和在不同层的不同类型细胞组成的非常独特的组织。在胚胎发育期间，皮层是由不同的神经祖细胞产生的，祖细胞长距离迁移后在特定的大脑皮层定居下来。

细胞层的空间组织对维持皮质功能来说是比不可少的。当层结构被破坏后，就像无脑回的病例一样，层的完整性消失了，结果出现了智力发育延迟，肌痉挛和癫痫发作的症状。欧洲分子生物学实验所(EMBL)小组研究员的新研究表明这种被叫做n-cofilin的分子在这些疾病中起关键的作用。

“我们设计了n-cofilin 遗传上缺失的鼠，这些鼠表现出了相同的解剖上的缺陷和一系列综合征，和无脑回的患者表现的症状类似，” Walter Witke说，目前他的研究小组已经开始了这项研究。“这些鼠的大脑几个皮层都出现了错乱，是因为在皮质发育期间神经元没有正常迁移造成的。”

神经元的迁移能力主要是由于神经元细胞骨架的运动特性引起的。神经细胞骨架是由不断地生长和收缩的单纤维构成的，其功能就像纤维和支架一样维持细胞的形状和细胞的稳定性。N-cofilin与一类叫做肌动蛋白丝的单纤维相互作用，促使他们分开而成为独立的部分。通过N-cofilin与这种单纤维相互作用进行重构来影响皮质发育期间细胞和这些独立部分的迁移。

N-cofilin也调控参与皮质发育过程中神经干细胞的存亡。在大量缺乏的时候，干细胞就停止自我更新，取而代之的是开始分化。这种不平衡使很少的神经祖细胞群就能产生并形成完整的且有功能的大脑皮质。这项研究第一次证明了这种蛋白影响肌动蛋白丝的运动与神经迁移紊乱疾病有关。

“这可能意味着人类也是这样，” 来自Witke's研究室的 Gian Carlo Bellenchi说，“n-cofilin和许多其他的细胞骨架蛋白类似，在鼠和人是保守的，可能在人类脑皮质发育过程中也起着类似的作用。”

这使编码n-cofilin的基因成为人们非常感兴趣的候选基因，在神经系统功能失调比如无脑回及其他形式的精神发育迟缓中，这个基因发生了突变。

对将来研究n-cofilin的作用和肌动蛋白细胞骨架在干细胞生理和细胞迁移中的作用，鼠模型是一个很有利的工具。我们的研究也确定了在干细胞过渡分化的疾病中，n-cofilin可作为潜在的分子靶点来用作干扰干细胞功能。