雷特和MeCP2重复综合征小鼠的神经电路，可以通过DBS |德克萨斯儿童医院矫正相同的故障

休斯敦2016年8月4日，数百个影响无数信号转导通路的基因突变会导致自闭症和其他智力障碍。通常，在相同的基因的相反的改变可能会导致显着的相似的临床症状。这种有趣的现象的神经网络机制仍然未开发。

论文发表在本周的“神经元”在简和丹邓肯神经学研究所的Huda Y. Zoghbi博士的实验室（NRI）在德克萨斯儿童医院和贝勒医学院表明神经电路相同的异常可能是类似的功能，在两个不同的遗传综合征。这是更令人兴奋，脑深部电刺激（DBS）逆转这些电路故障在雷特综合征MECP2重复综合征小鼠模型。

X连锁基因，MECP2基因，编码甲基CpG结合蛋白，几个基因的一个主调节器。 1999年，博士Zoghbi的团队发现MECP2功能缺失导致Rett综合征。有趣的是，几年后我们了解到，该基因的额外拷贝导致相关，但不同的神经发育障碍，MECP2重叠综合征。
虽然单个神经元的结构和功能特性在这两个证候不同，患者的两类相似的学习和行为障碍，如自闭症和智力残疾受苦。
“最终，高阶学习和行为并不依赖于一个单一的神经元突触或，但对如何以及神经电路功能，就像一个交响乐团，”博士说： Zoghbi，霍华德休斯医学研究员，教授贝勒和NRI的主任在得克萨斯儿童。
哺乳动物脑由数十亿形成百万错综复杂电路互连的神经元，每一个专用于一个特定的功能。海马是与学习和记忆的大脑区域。监测雷特的小鼠模型和MECP2重复综合征海马电路的活性，研究者生成表达荧光标记的钙传感器，在积极地放电神经元点亮的转基因小鼠。
在正常人的脑中，海马电路的最佳功能依赖于单个神经元，这被认为是使他们适应新的信息的异步和稀疏烧成。神经回路是通过兴奋性和抑制性神经元的罚款余额保持在这一灵活的状态。
在对比的是，研究人员发现，从雷特和重复MECP2证小鼠的神经回路增加了同步。此外，他们发现，这种hypersynchrony是不正常的抑制性神经元，这是无法有效地抑制过度兴奋的结果。海马电路过度同步先前已经报道了正常的信息处理干扰，破坏电路动态和阻碍学习。
“在一所房子电路可以以多种方式被损坏 - 在雷雨天气或闪电，由磨损或布线不当的电缆如果系统负担过重过多的电器 - 导致共同的结果，电气火灾。同样，这项研究表明，不同的基因突变可能会破坏以不同的方式神经回路，但最终，他们都导致临床可比的结果，“Zoghbi说。
近日，Zoghbi，唐和合作者发现，运用DBS海马的特定区域改善Rett综合征小鼠学习和记忆。 DBS是一个非手术治疗，其中所述脑的特定区域被刺激与调节异常活性的目的，正在越来越多地用于许多运动障碍。
“不过，目前还不清楚如何DBS恢复到正常的大脑活动，”博士说：陆慧，在贝勒大学博士后研究员及本研究的主要作者。
在这项研究中，研究人员发现，海马DBS逆转雷特氏综合征小鼠模型电路异常。这提供了一些见解DBS如何提高学习，记忆和认知。
“这项研究提出了一种可能性，其他自闭症和智力障碍综合征可能，或许，也从具体的线路过多的同步造成的。因为这将开辟使用DBS和神经调节的可能的其他方法来修改电路功能和潜在地改善这些病症的学习和记忆的可能性将是重要的，以评估在其他神经性疾病如安格尔曼综合征或脆性X综合征电路属性还有，“Zoghbi补充道。

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