Nature：基因劑量，過猶不及

日期：2013-10-25 09:34:10

許多生物學(xué)過程都符合儒家“過猶不及”的規(guī)律：增之一分太多，減之一分太少，恰如其分剛剛好。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)單基因發(fā)生復(fù)制導(dǎo)致腦細(xì)胞中生成過多的相應(yīng)蛋白，可引發(fā)小鼠癲癇發(fā)作并顯示狂躁癥樣行為。而一種廣泛應(yīng)用的藥物能夠逆轉(zhuǎn)這些癥狀，表明了它有可能也可以幫助到某些對(duì)常規(guī)治療無反應(yīng)的多動(dòng)癥人群。這些研究結(jié)果發(fā)表在10月23日的《自然》（Nature）雜志上。

突觸正常發(fā)揮功能對(duì)于控制從社會(huì)禮儀到日常決策等一切的行為均至關(guān)重要。越來越多的人認(rèn)為，一些神經(jīng)精神疾病是由于突觸功能出錯(cuò)所導(dǎo)致，并且研究人員確實(shí)發(fā)現(xiàn)一些神經(jīng)精神疾病例如神經(jīng)分裂癥和自閉癥有時(shí)候可溯源為SHANK32基因缺失、突變或復(fù)制，這一基因編碼了一種“構(gòu)筑”蛋白，幫助確保了細(xì)胞之間的信息正確傳遞。在一些罹患注意缺陷障礙（ADHD,又稱兒童多動(dòng)癥）、Asperger綜合征或精神分裂癥的人群中，其包含SHANK33的一個(gè)較廣泛DNA區(qū)域具有一個(gè)額外的拷貝。

為了探討SHANK3的作用，貝勒醫(yī)學(xué)院神經(jīng)遺傳學(xué)家Huda Zoghbi及同事們構(gòu)建出了攜帶雙SHANK3基因拷貝的小鼠。“這些小鼠極其好動(dòng)，瘋狂地東奔西跑，”Zoghb說。但這些動(dòng)物對(duì)于通常用于治療ADHD的興奮劑藥物沒有反應(yīng)。與之相反，他們的多動(dòng)狀況變得更加的嚴(yán)重。“此時(shí)，我們意識(shí)到這不是典型的ADHD,” Zoghbi說。

美國(guó)國(guó)家心理健康研究所所長(zhǎng)Thomas Insel說：“這篇論文是一個(gè)極好的范例，證明了基因劑量的重要性。你沒有，有一個(gè)、兩個(gè)或更多的某一特定基因，有很大的影響。”

人類的相似之處

除了多動(dòng)，小鼠還顯示狂躁樣行為及癲癇發(fā)作。當(dāng)研究人員篩查臨床數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了有兩個(gè)人的檔案，他們的精神病學(xué)特征與這些小鼠相似，都有SHANK3復(fù)制。一個(gè)患有雙相情感障礙和癲癇癥；另一個(gè)有癲癇發(fā)作，以及以多動(dòng)、注意力差和強(qiáng)迫行為為特征的ADHD。像小鼠一樣，這名患者對(duì)于用于治療ADHD的安非他命反應(yīng)不良。

在嘗試了各種治療方法后，研究人員給予了小鼠一種通常用于治療雙相情感障礙和癲癇的抗驚厥及情緒穩(wěn)定藥：丙戊酸鈉。讓人驚訝地是，這種藥物逆轉(zhuǎn)了精神病學(xué)效應(yīng)。結(jié)果表明，過量的SHANK3蛋白驅(qū)動(dòng)了一種精神病綜合征，其可以得到有效的治療。

加州大學(xué)圣地亞哥分校兒科神經(jīng)病學(xué)家和遺傳學(xué)家Joe Gleeson說：“這項(xiàng)研究是第一次以一種全面的方式探討基因劑量在小鼠神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的重要性。”他說這篇論文揭示了從精神藥理學(xué)到蛋白質(zhì)組學(xué)和人類基因組學(xué)各個(gè)方面這些疾病的基礎(chǔ)，并指出這些結(jié)果都完全一致。