人类基因变异在小鼠中产生类似注意力缺陷障碍的问题

突变小鼠为科学家提供了一个新的神经生物学框架，以了解在携带常见基因变异的易分心人类中观察到的大脑变化，该基因变异的频率与注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 相关。科学家们证明，表达该变体的小鼠会采用与人类相似的注意力不集中的表型。

这项研究由密歇根大学的研究人员与佛罗里达大西洋大学、坦普尔大学和美国国立卫生研究院的国家耳聋和其他交流障碍研究所合作领导，使用基因工程小鼠来检查一种神经和行为的影响。胆碱转运蛋白 (CHT) 变体。该团队之前的工作表明，这种变异与人类注意力分散有关，尽管这种变异本身是否是注意力不集中的原因尚不清楚。

在这项新研究中，研究人员对编码神经元 CHT 的基因进行了一次改变，然后在大脑中寻找生理变化，重点关注它们维持产生和释放强大的大脑化学物质乙酰胆碱的能力，乙酰胆碱是由胆碱合成的。

在人类中，乙酰胆碱信号的中断会削弱一个人过滤干扰物和执行需要集中注意力的任务的能力。由于乙酰胆碱在肌肉收缩中所起的作用，尤其是控制呼吸的肌肉，小鼠和人的 CHT 功能完全丧失会导致过早死亡。CHT 活性的较小减少允许正常的生长和运动，但具有这些变化的小鼠在跑步机上跑步时会表现出过早的疲劳。这项新研究的工作表明，老鼠也表现出精神疲劳的迹象。

发表在《神经科学杂志》上的研究结果表明，被称为 Val89 的 CHT 基因变体降低了胆碱摄取率和在需要注意的条件下维持乙酰胆碱产生的能力，这些影响会导致小鼠认知能力下降面临注意力挑战。来自小鼠研究的证据提供了直接证据，表明 Val89 增加了对分心的脆弱性，并为在表达 Val89 的人类中观察到的额叶皮层激活减少提供了机制基础。

“我们的小鼠研究以及先前的行为和脑成像研究表明，该变体的单个副本足以改变乙酰胆碱的可用性及其产生的认知效应，”共同作者 Randy D. Blakely 博士说， FAU Stiles-Nicholson 脑研究所执行主任和 FAU 施密特医学院教授。“从 Val89 的单个拷贝中观察到的效果表明，胆碱转运可能是由一对 CHT 蛋白介导的，这样一个功能不佳的拷贝会影响另一个拷贝的正常功能，导致一个拷贝受损的效果比预期的要强。 "

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