锁定关键基因可能有助于唐氏综合症的治疗

根据罗格斯领导的一项研究，在胎儿出生前锁定一个关键基因，有一天可能通过逆转异常的胚胎大脑发育和改善出生后的认知功能，帮助治疗唐氏综合症。

使用干细胞可以变成其他细胞在大脑中,研究人员开发了两种实验模型——一个鲜活的三维大脑的“瀑样”模式与植入人体细胞和小鼠大脑模型,探讨早期大脑发育与唐氏综合症,据研究杂志上 细胞干细胞。该研究集中在人类染色体21基因寡聚体2上。

“我们的研究结果表明OLIG2基因可能是一个优秀的产前治疗目标改变胚胎大脑发育异常,平衡这两种类型的大脑神经元兴奋和抑制性,和一个健康的平衡是至关重要的——以及改善产后认知功能,“江彭说,细胞生物学和神经科学学系助理教授罗格斯16不伦瑞克。

通常，一个婴儿出生时有46条染色体，但是唐氏综合症的婴儿有一个额外的21号染色体副本。据美国疾病控制与预防中心(U.S. Centers for Disease Control and Prevention)说，这会改变婴儿的身体和大脑的发育方式，从而导致心理和身体上的挑战。唐氏综合症是美国最常见的染色体疾病，每700个婴儿中就有一个患有唐氏综合症，每年大约有6000名婴儿出生时患有唐氏综合症。

研究人员从唐氏综合症患者身上采集了皮肤细胞，并对这些细胞进行基因重组，使之成为人类诱导的多功能干细胞(hiPSCs)。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)表示，这种特殊细胞与胚胎干细胞类似，在生命早期和生长过程中可以发育成多种不同类型的细胞，包括脑细胞，是药物开发和疾病建模的有用工具。

科学家们利用带有21号染色体额外拷贝的干细胞提取的脑细胞，开发出了3D脑类器官模型，该模型类似于早期发育中的人类大脑。他们还开发了小鼠大脑模型，在小鼠出生后的一天内，将干细胞来源的人类脑细胞植入小鼠大脑。他们发现，在这两种模型中，使大脑功能正常的抑制性神经元都过度分泌，成年老鼠的记忆力受损。他们还发现，寡核苷酸基因在这些效应中起着关键作用，抑制寡核苷酸基因可以改善这些效应。

将脑器官模型与小鼠脑模型相结合，可用于研究其他神经发育障碍，如自闭症谱系障碍。它也可能帮助科学家更好地理解阿尔茨海默氏症的机制。蒋指出，唐氏综合症患者往往会患上早发性阿尔茨海默氏症。