《自然》：結(jié)節(jié)性硬化癥由突觸蛋白合成太少所致
日期：2011-12-01 09:01:47
許多生物學(xué)過(guò)程都符合儒家“過(guò)猶不及”的規(guī)律：增之一分太多，減之一分太少，恰如其分剛剛好。近日來(lái)自麻省理工學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)兩種罕見(jiàn)的自閉癥相關(guān)疾病是由大腦中的同一種神經(jīng)傳導(dǎo)受體mGluR5以?xún)煞N相反的機(jī)制引起。這一研究發(fā)現(xiàn)在線發(fā)表在11月23日的《自然》（Nature）雜志上。
眾所周知脆性X綜合癥（Fragile X syndrome）是由單個(gè)基因FMR1的突變引起的，當(dāng)FMR1基因發(fā)生突變時(shí)會(huì)阻礙其編碼蛋白FMRP表達(dá)，導(dǎo)致大腦中FMRP缺失。幾年前，麻省理工學(xué)院的神經(jīng)學(xué)教授Mark Bear發(fā)現(xiàn)在正常情況下FMRP蛋白可以控制或阻斷大腦細(xì)胞中mGluR5激活的信號(hào)途徑。FMRP缺失時(shí)，mGluR5信號(hào)過(guò)度激活，促發(fā)過(guò)量突觸蛋白合成，從而導(dǎo)致大腦神經(jīng)元聯(lián)系異常以及與脆性X綜合癥相關(guān)的行為及認(rèn)知障礙。
在這篇新文章中， Bear教授及同事發(fā)現(xiàn)另一種以自閉癥和精神發(fā)育遲滯為特征的罕見(jiàn)疾病——結(jié)節(jié)性硬化癥是由于與脆性X綜合癥完全相反的機(jī)制即突觸蛋白合成太少所致。
mGluR5是一種在傳輸神經(jīng)元之間信號(hào)上起重要作用的受體。當(dāng)突觸前細(xì)胞釋放出神經(jīng)遞質(zhì)，它將與突觸后神經(jīng)元mGluR5結(jié)合，觸發(fā)新突觸蛋白的合成。FMRP在這一過(guò)程中起著蛋白合成制動(dòng)器的功能。通過(guò)調(diào)節(jié)mGluR5刺激和FMRP抑制之間的平衡，細(xì)胞合成適當(dāng)水平的突觸蛋白。當(dāng)FMRP發(fā)生缺失時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致過(guò)量生成突觸蛋白，引發(fā)脆性X綜合癥常見(jiàn)癥狀：學(xué)習(xí)障礙和自閉癥行為等。在過(guò)去的研究中，Bear和其他研究人員證實(shí)阻斷mGluR5即可逆轉(zhuǎn)小鼠的這些癥狀。
在確定了mGluR5與脆性X綜合癥之間的聯(lián)系后，Bear和同事們開(kāi)始進(jìn)一步探究mGluR5過(guò)度激活是否還可能引起了表現(xiàn)自閉癥類(lèi)似癥狀的其他單基因綜合癥。他們將研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)而放在了結(jié)節(jié)性硬化癥（TSC）上。
當(dāng)時(shí)文章的共同作者，參與其中的研究人員Benjamin Auerbach和Emily Osterweil都信心滿(mǎn)滿(mǎn)地認(rèn)為他們將在結(jié)節(jié)性硬化癥中找到與脆性X綜合征相似的缺陷。甚至當(dāng)他們向相關(guān)部門(mén)提交研究經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)時(shí)，評(píng)論人員還認(rèn)為他們過(guò)于保守，因?yàn)榻Y(jié)論似乎顯而易見(jiàn)，已完全沒(méi)有開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的必要了。
然而，在隨后的實(shí)驗(yàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)與他們預(yù)期的完全相反，結(jié)節(jié)性硬化癥的病因是由于突觸蛋白合成過(guò)少所致，因而對(duì)這種疾病采取的治療策略不是給予mGluR5抑制劑，而是應(yīng)采用mGluR5激活劑。
Bear說(shuō)這一研究表明自閉癥相關(guān)疾病的治療應(yīng)基于“辨證施治”而非“辨癥施治”的原則，應(yīng)仔細(xì)確定與患者病因相匹配的治療藥物以趨利避害。Bear和同事計(jì)劃將研究范圍擴(kuò)展到Angelman綜合癥和Rett綜合癥等其他的單基因疾病中去，以確定在這些疾病中mGluR5的活性水平。他們還希望能更詳細(xì)地確定mGluR5/蛋白質(zhì)合成信號(hào)中的關(guān)鍵機(jī)制。
