研究蝇脑为人类神经细胞生长发育提供新见解
【医业网据stanford.edu 2002年4月2日讯】一个国际研究小组在果蝇体内发现了控制脑细胞生长发育的特殊基因。这一发现可能普遍适用于昆虫界，也为研究人类神经细胞的发育和治疗神经性疾病提供了新视点。来自美国斯坦福大学和奥地利维也纳分子病理学研究所(IMP)的科学家在3月28日的《自然》杂志(Nature)上报告了该结论。在随发的论文中，作者还证实控制这些基因还能影响果蝇胚胎的发育。
研究的焦点是Rac基因，它存在于所有动物包括人的DNA中，能产生一类称为Rac GTPases的蛋白质，后者的分子结构在很多动物中(从果蝇到人)都是一样的。长期以来人们一直推测它在脑发育中有重要作用。作者之一、斯坦福大学的生物学助教罗(Liqun Luo)说，“我们的研究清楚地证明了Rac GTPases在神经轴突的生长、方向和分支上的重要性”。尽管果蝇看起来只是简单的生物，但罗指出，它的大脑格外复杂，是一个含有100,000神经元的错综网络。
在新研究中，科学家成功地使用罗实验室研制的一种技术成功地找到了数百个脑细胞中的Rac基因。“我们让一小群独立神经元中的基因失”"，罗说，“这样就能极精细地分析它们的功能，小到单个细胞”。研究着重注意的是“蕈状体”(一个5,000神经元的蕈形群落)，是昆虫脑中的记忆和学习中心。通过分别单独分离Rac1、Rac2、Mtl和联合使用，罗和同事能控制每个神经元中产生的Rac GTPase蛋白质的数量。结果令人吃惊：“当我们逐步减少蕈状体Rac基因的活性，出现了越来越多的缺陷。首先是轴突分支。然后是它的方向，最后是生长”。这些结果显示，脑细胞要正确分支需要大量Rac GTPase蛋白质，但要正确转向筒槐匦枰敲炊啵ひ孟喽愿佟!叭諶ac基因并不是同样起作用”，主要作者吴(Julian Ng)说，“ Rac1的作用最明显，然后依次是Mtl和Rac2。以前的研究只注重单种Rac基因，但现在发现似乎是三种基因在协同工作”。他认为大脑的确是神经元群落，在这里正常细胞和缺陷细胞互相作用，共同活动。
罗指出，以上发现对人类医学研究可能意义重大。成熟神经元的结构可塑性是学习和记忆所必须的，在发育期间能调节神经元生长、导向和分支的基因可能被再用于成人大脑。“这些研究能帮助我们理解人脑学习记忆时结构改变的机制，这可能为损坏或生病神经元的再生铺出一条新道路”，他补充说，“许多人类疾病就是因为这些基因的突变”。因此，弄清Rac基因是如何影响神经元生长和发育的可能导致William综合症、MRX症和其它脑遗传性疾病的预防性治疗。, 百拇医药
研究的焦点是Rac基因，它存在于所有动物包括人的DNA中，能产生一类称为Rac GTPases的蛋白质，后者的分子结构在很多动物中(从果蝇到人)都是一样的。长期以来人们一直推测它在脑发育中有重要作用。作者之一、斯坦福大学的生物学助教罗(Liqun Luo)说，“我们的研究清楚地证明了Rac GTPases在神经轴突的生长、方向和分支上的重要性”。尽管果蝇看起来只是简单的生物，但罗指出，它的大脑格外复杂，是一个含有100,000神经元的错综网络。
在新研究中，科学家成功地使用罗实验室研制的一种技术成功地找到了数百个脑细胞中的Rac基因。“我们让一小群独立神经元中的基因失”"，罗说，“这样就能极精细地分析它们的功能，小到单个细胞”。研究着重注意的是“蕈状体”(一个5,000神经元的蕈形群落)，是昆虫脑中的记忆和学习中心。通过分别单独分离Rac1、Rac2、Mtl和联合使用，罗和同事能控制每个神经元中产生的Rac GTPase蛋白质的数量。结果令人吃惊：“当我们逐步减少蕈状体Rac基因的活性，出现了越来越多的缺陷。首先是轴突分支。然后是它的方向，最后是生长”。这些结果显示，脑细胞要正确分支需要大量Rac GTPase蛋白质，但要正确转向筒槐匦枰敲炊啵ひ孟喽愿佟!叭諶ac基因并不是同样起作用”，主要作者吴(Julian Ng)说，“ Rac1的作用最明显，然后依次是Mtl和Rac2。以前的研究只注重单种Rac基因，但现在发现似乎是三种基因在协同工作”。他认为大脑的确是神经元群落，在这里正常细胞和缺陷细胞互相作用，共同活动。
罗指出，以上发现对人类医学研究可能意义重大。成熟神经元的结构可塑性是学习和记忆所必须的，在发育期间能调节神经元生长、导向和分支的基因可能被再用于成人大脑。“这些研究能帮助我们理解人脑学习记忆时结构改变的机制，这可能为损坏或生病神经元的再生铺出一条新道路”，他补充说，“许多人类疾病就是因为这些基因的突变”。因此，弄清Rac基因是如何影响神经元生长和发育的可能导致William综合症、MRX症和其它脑遗传性疾病的预防性治疗。, 百拇医药