研究人員在新的小鼠模型中緩解了精神分裂癥的癥狀
盡管進行了廣泛的研究工作,精神分裂癥仍然是最不了解的腦部疾病之一。一個有希望的研究領(lǐng)域是腦細胞表面的受體,有助于感知生長因子。但是存在一個問題:在之前的精神分裂癥研究中,研究人員已經(jīng)在非常年輕的小鼠中遺傳操縱腦細胞受體。精神分裂癥通常影響成年人。
在最近一期“美國國家科學院院刊”上,醫(yī)學博士,醫(yī)學博士林梅問道,幼鼠的所有修補工具是否會妨礙他們的大腦發(fā)育,導致類似精神分裂癥的癥狀?或者,他們的腦細胞是否正常發(fā)育,但在成年期難以溝通?研究人員需要知道是否將精力集中在腦細胞發(fā)育或通信上,或兩者兼而有之,因為這些問題的答案意味著不同的治療方法。
在新的研究中,梅西,凱斯西儲大學醫(yī)學院神經(jīng)科學教授和主席領(lǐng)導了一個神經(jīng)科學家的國際團隊。該團隊包括Mei的長期合作者,文學博士,神經(jīng)科學教授,第一作者王宏生和陳文兵,研究生,CWRU。其他合作者包括南昌大學和中國廣州醫(yī)科大學的研究人員,以及奧古斯塔大學佐治亞醫(yī)學院的神經(jīng)科學家。
研究人員一起研究了一種腦細胞受體--ErbB4--其成人精神分裂癥的水平發(fā)生了改變。ErbB4有助于維持大腦中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì) - GABA - 可以防止腦細胞過度反應(yīng)并控制恐懼和焦慮。研究人員之前已經(jīng)證明,ErbB4突變會改變腦細胞內(nèi)的信號,導致小鼠精神分裂癥狀。
“當ErbB4早期在小鼠中發(fā)生突變時,它會損害大腦回路布線。它還會損害成年動物的GABA傳播,導致精神分裂癥癥狀,”梅說。“但之前的模型無法區(qū)分是否缺陷來自年輕小鼠大腦的異常發(fā)育,或后來發(fā)生的異常傳播。”梅的新研究表明,精神分裂癥癥狀來自于成年期腦細胞如何溝通的不足,無論它們是否完全發(fā)育。
為了找到他們的答案,Mei的團隊通過基因工程設(shè)計了兩種新的精神分裂癥小鼠模型。首先,研究人員用一種化學物質(zhì)處理小鼠,該化學物質(zhì)“關(guān)閉”編碼ErbB4的基因。“使用可誘導的敲除小鼠,我們只在成年動物中耗盡了ErbB4,并證明這會損害行為,”梅說。在僅在成年期缺失ErbB4的小鼠中,腦細胞發(fā)育和外觀正常,但癥狀持續(xù)存在。該實驗表明成年小鼠的精神分裂癥癥狀與腦細胞發(fā)育異常無關(guān)。
在第二個小鼠模型中,從一開始就在小鼠中缺失受體,阻礙了腦細胞的發(fā)育。研究人員使用相同的遺傳開關(guān)在成年期“開啟”ErbB4 - 實質(zhì)上是恢復它。“在恢復敲除小鼠中,ErbB4在發(fā)育過程中缺失,因此小鼠的腦回路受損。然而,當ErbB4在畸形電路上恢復時,小鼠在行為測試中得分更高,”梅說。即使腦細胞不發(fā)達,只需加入ErbB4即可緩解精神分裂癥癥狀。
Mei的團隊發(fā)現(xiàn)恢復ErbB4受體減少了活動過度,并使成年小鼠的恐懼反應(yīng)正?;?ldquo;ErbB4是精神分裂癥的危險因素,”梅說。“這項研究表明糾正ErbB4信號可能對相關(guān)患者具有治療作用。”
兩種小鼠模型的結(jié)果證實,ErbB4對于成年期間腦細胞的通信至關(guān)重要。細微差別可能導致新療法被設(shè)計用于改善與ErbB4受體相關(guān)的腦細胞信號傳導。特別是,改善GABA神經(jīng)遞質(zhì)如何調(diào)節(jié)腦細胞活性的治療方法。
“恢復ErbB4可能對患者有益 - 即使那些腦電路畸形的患者,”梅說。“我們現(xiàn)在正在研究如何恢復ErbB4改善腦細胞內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)信號,包括與其他精神疾病相關(guān)的信號,如注意力缺陷多動障礙和嚴重抑郁癥。”
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