我科學(xué)家發(fā)現(xiàn)調(diào)控大腦發(fā)育新機(jī)理
日期：2012-07-10 08:11:54
中科院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所張旭研究組有關(guān)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子13B（FGF13B）調(diào)控大腦與智力發(fā)育的新發(fā)現(xiàn)，近日發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上。該成果揭示了FGF13基因與X-連鎖智力障礙的密切相關(guān)性，對(duì)理解研究大腦發(fā)育調(diào)控機(jī)制和兒童智力障礙具有重要意義。
大腦皮層和其邊緣葉的組成部分海馬是形成學(xué)習(xí)與記憶等腦功能的關(guān)鍵腦區(qū)。人類X染色體基因缺陷或變異（X-連鎖智力障礙綜合癥）會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育遲滯，造成兒童智力發(fā)育障礙。FGF13基因位于X染色體，以往的病例研究提示FGF13基因缺陷可能與X-連鎖智力障礙有關(guān)，但已有研究對(duì)FGF家族成員所知甚少。
在張旭研究員指導(dǎo)下，博士研究生吳青峰和楊柳等觀察到在發(fā)育期間大腦皮層和海馬的神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)FGF13，并且發(fā)現(xiàn)其剪接異構(gòu)體FGF13B蛋白聚集在神經(jīng)元生長(zhǎng)錐中，與微管蛋白結(jié)合，且FGF13B不但能幫助形成作為細(xì)胞骨架起到重要作用的微管，還能夠穩(wěn)定微管，使發(fā)育中的神經(jīng)細(xì)胞能夠生長(zhǎng)出軸突和前導(dǎo)突起，兩者中前者負(fù)責(zé)傳遞信號(hào)，后者則能夠引導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞遷移至正確腦皮層區(qū)域，都在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成中起到關(guān)鍵作用。
通過(guò)敲除小鼠的FGF13基因?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)，在大腦發(fā)育過(guò)程中如果降低FGF13B的表達(dá)水平，可以導(dǎo)致大腦皮層和海馬中神經(jīng)元遷移發(fā)生遲滯，被敲除基因的小鼠無(wú)法正常進(jìn)行學(xué)習(xí)與記憶，與X-連鎖智力障礙病人相似。
該發(fā)現(xiàn)表明，FGF13B作為微管穩(wěn)定蛋白，是調(diào)控大腦結(jié)構(gòu)與智力發(fā)育的關(guān)鍵分子之一，不僅鑒定了一個(gè)新的微管相關(guān)蛋白FGF13B，還揭示了FGF13基因?qū)τ诎l(fā)育期間大腦皮層與海馬的重要影響，以及FGF13基因與X-連鎖智力障礙的密切相關(guān)性。這為未來(lái)相關(guān)病理學(xué)發(fā)展與臨床診斷提供了可靠研究路徑與診斷參考。
