St. Jude儿童研究医院的科学家们已经发现一种小RNA(microRNA)可能是必不可少的功能恢复正常,脑中的电路与相关的“声音”和其他幻觉精神分裂症。microRNA为抗精神病药物发展的一个可能的重点。这一发现发表在今天的《自然医学》杂志上。
这项研究是在一个人类疾病的小鼠模型中完成的,这是精神分裂症的遗传原因之一。在以前的圣裘德研究大楼,结果提供有关的分子机制,破坏沿神经电路连接两个大脑区域参与处理听觉信息的信息流的重要的新细节。研究结果还提供了线索,为什么精神分裂症的精神症状往往推迟到青春期后期或成年早期。
2014,我们确定了大脑中特定的抗精神病药物靶向电路。然而,现有的抗精神病药也会造成破坏性的副作用,”作者Stanislav Zakharenko说,M.D.的发育神经生物学博士,圣裘德部成员。“在这项研究中,我们发现microRNA在电路中断的关键球员,表明枯竭的microRNA是必要的和足够的抑制大鼠模型的电路正常运行。
“我们还发现证据表明,miRNA,名叫miR-338-3p,可以有针对性的一类新的副作用少的抗精神病药物的发展。”
有2000多个microRNA的功能是沉默特定基因的表达和调控相关蛋白质的供应。在一个22q11微缺失综合征的小鼠模型,研究人员确定miR-338-3p的microRNA调控蛋白多巴胺D2受体(DRD2)生产,这是抗精神病药物的主要目标。
缺失综合征的个体在儿童行为问题上存在风险。23到百分之43岁之间发生精神分裂症,一种严重影响思维、记忆和行为的慢性疾病。Jude的研究人员正在研究精神分裂症和其他脑部疾病的改善如何正常大脑发育的认识,它提供了洞察疾病如癌症的起源。
科学家们报道,DRD2增加大脑的听觉丘脑的microRNA水平下降时。从Zakharenko的实验室先前的研究与听觉丘脑DRD2水平升高在突变小鼠的脑电路中断。研究人员还报告说,在精神分裂症患者的同一脑区蛋白升高,而非健康成人。
缺失综合征的个体缺失22号染色体的一部分,留下了一个而不是正常的两个拷贝超过25个基因。丢失的基因包括这些,这有利于生产的microRNA。
在小鼠中,研究人员已经与22q11微缺失综合征、单DGCR8基因缺失与年龄有关的听觉丘脑miR-338-3p下降。下降与DRD2的增加和减少在连接丘脑和听觉皮层电路信号相关的大脑区域牵连的幻听。在精神分裂症患者与同年龄和性别的个体没有诊断个人丘脑水平miR-338-3p较低。
该miR-338-3p消耗不在突变小鼠打乱对方的大脑回路,和发现提供了一种可能的解释。研究人员发现,在丘脑miR-338-3p水平明显高于其他脑区。此外,miR-338-3p是在丘脑目前最丰富的microRNA。
补充水平的microRNA在突变小鼠的听觉丘脑减少DRD2的电路恢复正常。这表明,miRNA可能与副作用少,更有针对性地为新一类抗精神病药物作用的基础上。抗精神病药物,其目标基因,也恢复电路功能。
研究结果提供了洞察与年龄有关的延迟精神分裂症症状的发作。研究人员指出,microRNA水平下降随着年龄的增长在所有小鼠,但突变小鼠开始水平较低的miR-338-3p。“最低水平的microRNA可能需要防止DRD2破坏电路的过度生产,”Zakharenko说。“虽然miR-338-3p水平下降为正常小鼠的年龄,水平仍高于必要防止蛋白过表达的阈值。与此相反,缺失综合征可能会使小鼠下降到低于阈值的风险。
这项研究的第一作者是sungkun春、Fei Du和JOBY Westmoreland,所有以前的圣裘德。其他作者有Seung Baek Han,雍东望,Donnie Eddins,Ildar Bayazitov,Prakash Devaraju,Jing Yu,Marcia Mellado Lagarde和Kara Anderson,所有的圣裘德。
该研究的部分资金由拨款(mh097742,dc012833,mh095810)由美国国立卫生研究院;脑与行为研究的基础和ALSAC。
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