研究揭示了神经细胞中发生的事情

一项新的研究表明，脆性X综合征细胞的许多异常与人体主要质量控制系统之一的失效有关。发表于《自然细胞生物学》的这项研究为该疾病的分子机制和寻找潜在治疗方法提供了新的见解。

脆性X综合征发生在个体不产生称为FMRP的脆性X蛋白时，这是正常大脑发育所必需的。目前，人们对这种关键蛋白的丢失如何导致该病特有的智力低下和严重的学习问题知之甚少。

罗彻斯特的研究人员发现，FMRP缺陷细胞中的许多不规则性是由无意义的无意义介导的mRNA衰变或NMD失控引起的。RNA生物学家Lynne E. Maquat博士发现了NMD，就像分子指南一样，可以帮助我们的细胞做出明智的决定，改善细胞功能，为健康做出贡献(在大多数情况下)。例如，NMD可以帮助我们的细胞适应环境的发展和变化，并对某些刺激做出更快的反应。

通过一系列的细胞分析，马卡特的团队发现NMD影响整个大脑中广泛的基因，包括那些控制运动控制和与注意力、学习和语言相关的认知过程的基因。他们还发现，当FMRP不存在于细胞中时(就像在患有X综合征的脆弱患者中)，无意义介导的mRNA衰减会变得过度。

在许多使用来自脆性X综合征患者的诱导多能干细胞(iPSC)的实验中，第一作者和研究助理教授Tatsuaki Kurosaki博士。据揭示，用称为小分子抑制剂的化合物填塞NMD可以恢复细胞中的一些神经功能。

资深研究作者、罗彻斯特大学医学和牙科学院生物化学和生物物理学系教授、J. Lowell Orbison的Maquat教授说：“这是在了解这种疾病如何发展方面取得的巨大进步。”“尽管NMD以各种方式支持我们的细胞，但它过多地破坏了维持基因表达和蛋白质创造的复杂分子平衡。没有NMD是不好的，但是过多的NMD是有害的。”

治疗脆性X综合征可以缓解行为问题等症状，支持服务可以帮助建立说话、走路等重要技能，但这种疾病无法治愈。

细胞研究只提供了疾病过程的一个快照。黑崎和马卡特目前正在使用脆弱X综合征的小鼠模型，以更好地理解FMRP和无义介导的mRNA衰变在所有发育阶段(子宫、出生后和成年)之间的相互作用。他们想知道什么时候和什么时候增加NMD，然后测试不同的化合物，使其恢复到正常水平。

马卡特还是罗切斯特大学RNA生物中心的负责人，他花了40多年的时间研究无厘头介导的mRNA衰变。NMD过程的核心是mRNA或信使RNA，它从DNA中获取遗传指令，然后将其转运到细胞的另一部分，再将指令翻译成蛋白质。MRNA是基因表达的关键组成部分，马季是最早发现其在人类健康和疾病中的重要性，并意识到基于RNA的治疗具有巨大潜力的科学家之一。

随着各种mRNA新冠疫苗的开发和批准，RNA在2020年引起了人们的关注。马卡特认为，这只是开发基于RNA的疗法的冰山一角。她看到了一个发现和开发更多治疗遗传性疾病如传染病、脆性X综合征和强直性肌营养不良的方法的绝佳机会。

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