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        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了呼吸必不可少的兩個基因
        
			
        
				2019-10-29 16:32:41
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        紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，名為Hoxa5和Hoxc5的兩個基因在建立呼吸所需的神經(jīng)元回路中起著至關(guān)重要的作用。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于推進脊髓損傷和神經(jīng)退行性疾病的治療。
        

        上圖顯示了在缺乏Hoxa5 / Hoxc5的轉(zhuǎn)基因小鼠中，PMC神經(jīng)元和隔膜之間的突觸接觸丟失(Polyxeni Philippidou等)。底部圖像上的紅線指向7號染色體短臂上的Hoxa5基因的位置，以及12號染色體長臂上的Hoxc5基因的位置(genecards.org)
        

        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了呼吸必不可少的兩個基因
        

        發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上的這項為期三年的研究確定了一種分子密碼，該密碼可區(qū)分一組肌肉控制神經(jīng)細胞，統(tǒng)稱為the運動柱(PMC)。
        

        霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所(Howard Hughes Medical Institute)的資深作者杰里米·達森(Jeremy Dasen)教授解釋說：“這些細胞位于脖子后部的一半位置，正好在第四頸椎椎骨上方，可能是您體內(nèi)最重要的運動神經(jīng)元。
        

        危害PMC所在的脊髓部分可立即停止呼吸。但是，關(guān)于什么將PMC神經(jīng)元與鄰近神經(jīng)元區(qū)分開來，以及PMC神經(jīng)元如何發(fā)育并將其自身連接至胎兒的diaphragm肌，知之甚少。PMC細胞將持續(xù)不斷的電化學(xué)信號流向下傳遞到成束的軸突上并到達diaphragm肌，從而使肺部以自然的呼吸節(jié)奏擴張和放松。
        

        達森教授說：“我們現(xiàn)在有了一套分子標記，可以將這些細胞與其他運動神經(jīng)元種群區(qū)分開來，以便我們可以對其進行詳細研究，并尋找選擇性提高其存活率的方法。”
        

        為了找出區(qū)別于小鼠中PMC神經(jīng)元與脊髓周圍神經(jīng)的原因，科學(xué)家將a逆熒光示蹤劑注入nerve神經(jīng)，將PMC連接至diaphragm肌，然后尋找隨著示蹤劑工作而點亮的脊髓神經(jīng)元?；氐絇MC。他們使用了在運動神經(jīng)元及其軸突中表達綠色熒光蛋白(GFP)的轉(zhuǎn)基因小鼠，以觀察the神經(jīng)。在注意到這些PMC神經(jīng)元的特征基因表達模式后，科學(xué)家開始確定其特定作用。
        

        最終，一個復(fù)雜的轉(zhuǎn)基因小鼠品系顯示出兩個基因Hoxa5和Hoxc5作為適當(dāng)PMC發(fā)育的主要控制者。Hox基因(在人類中表達了39種)是眾所周知的動物發(fā)育的主要基因調(diào)節(jié)劑。
        

        “當(dāng)HOXA5和HOXC5在胚胎運動神經(jīng)元沉默小鼠”的科學(xué)家報告“的PMC未能形成其往常一樣，緊緊的柱狀組織，不正確連接到隔膜，留下仔畜無法呼吸。”
        

        戴森教授說：“即使您在胎兒發(fā)育后期刪除這些基因，PMC神經(jīng)元的數(shù)量也會下降，而doesn神經(jīng)在diaphragm肌上也不會形成足夠的分支。”
        

        達森教授計劃利用這些發(fā)現(xiàn)來幫助理解更廣泛的呼吸系統(tǒng)，包括腦干中產(chǎn)生節(jié)律的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元又對二氧化碳水平，壓力和其他環(huán)境因素做出反應(yīng)。他說：“現(xiàn)在，我們對PMC電池有所了解，我們可以通過更廣泛的電路來嘗試找出所有這些連接是如何建立的。”
        

        主要作者Polyxeni Philippidou博士說：“一旦了解了呼吸網(wǎng)絡(luò)的連接方式，我們就可以開始為呼吸系統(tǒng)疾病(如睡眠呼吸暫停)開發(fā)新穎的治療選擇。”
        
			

			
          
        
			
        
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