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科学家利用基因工程探索与精神疾病有关的机制

导读研究人员使用基因工程工具制造出一种病毒,该病毒可以进入特定的神经元并将新的遗传密码插入前额叶皮层,从而诱导修饰蛋白的产生。在对小鼠

研究人员使用基因工程工具制造出一种病毒,该病毒可以进入特定的神经元并将新的遗传密码插入前额叶皮层,从而诱导修饰蛋白的产生。在对小鼠的测试中,这些蛋白质的改变足以改变大脑活动,这表明它是诊断精神分裂症和自闭症等精神疾病的潜在生物标记。

前额叶皮层有时被称为“执行性大脑”,是控制更高层次的认知功能和决策的区域。对精神分裂症患者大脑区域组织的研究已检测到两种蛋白质的改变:BDNF(脑源性神经营养因子)和trkB(酪氨酸受体激酶B)。

BDNF和trkB之间的关系在大脑发育过程中很重要。当这些蛋白质彼此结合时,它们会触发一连串的细胞内信号,这些信号对于神经元的成熟和生长至关重要。这种信号的失衡可能与某些疾病的表现有关。

与米纳斯吉拉斯州联邦大学(UFMG)和巴西圣保罗大学RibeirãoPreto医学院(FMRP-USP)以及瑞典的Karolinska研究所有联系的一组研究人员,已经创造了一种能够携带用于人类遗传密码的病毒。 trkB的突变形式。当修饰的trkB与BDNF结合时,细胞内信号传导级联被阻断,在精神分裂症患者的脑组织中观察到繁殖特征。

由FAPESP和教育部改善高等教育人员协调委员会(CAPES)资助进行的这项研究涉及表达小白蛋白的抑制性中间神经元或简称PV中间神经元。中神经元连接脊髓运动神经和感觉神经元,并且还可以彼此通信,形成各种复杂的电路。它们以相对较高的频率在伽玛范围(30-80赫兹)内发射,类似于管弦乐队的指挥,调节中枢神经系统的兴奋和抑制。

PV是一种蛋白质,在许多过程中都起着作用,例如细胞周期调节和肌肉收缩等。PV中间神经元是皮层中最常见的中间神经元,涉及注意力,社交记忆等。在精神病患者中已检测到PV中间神经元功能异常,破坏了皮质信息处理和认知行为。

人脑中的神经元和中间神经元通过电和化学信号进行通信,以激活或抑制附近的神经元以及远处的大脑区域中的电路。这些不同回路的有组织的活动引起意识,感觉和行为。

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