«Мы первые, чтобы видеть, что эти изменения происходят очень рано в мозговом развитии», сказала профессор TSRI Джин Лоринг, которая привела исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Brain. «Это может быть единственным способом, которым мы будем в состоянии определить возможное медикаментозное лечение, чтобы минимизировать эффекты беспорядка».Хрупкий X синдромов, как правило, появляются, когда Хрупкое X Задержек умственного развития (FMR1) ген на X хромосомах эпигенетическим образом заставлено замолчать. У людей, терпевших синдром, могут появиться симптомы гиперактивности, конфискаций и интеллектуальной нетрудоспособности.
Другие Хрупкие X признаков, таких как отложенная речь и проблемы с социальными взаимодействиями, напоминают симптомы расстройства спектра аутизма.Чтобы лучше понять биологию этого синдрома и возможности для раннего лечения, ученые должны знать, как мозг человека с Хрупким X синдромов развивается – начинающийся с первых недель в матке. Проблема состоит в том, что было невозможно изучить мозг настолько рано в развитии.Команда Лоринга занялась этой проблемой, используя их экспертные знания с вызванными плюрипотентными стволовыми клетками (iPSCs), который может быть взят от почти любой ткани во взрослом и повторно запрограммирован, чтобы стать другим видом ткани.
В этом случае исследователи использовали образцы от подростков и взрослых с Хрупким X синдромов и побудили клетки становиться нейронами в блюде лаборатории.Исследование показало, что многократные iPSC линии с Хрупким, который X синдромов показали задержанному нейроразвитию по сравнению с нехрупким X контрольных групп, предположив, что то же самое могло бы произойти, когда зародыш развивается в утробе.
Исследование также предположило, что Хрупкое, X клеток задержали развитие в формировании нейронных синапсов, связях, которые нейроны устанавливают между областями мозга, чтобы послать сообщения. «Клетки находятся в мозгу, но они не мигрируют правильно или соединяются правильно», сказал Лоринг.Ученые также обнаружили второй, более удивительный аспект синдрома. Мутация на X хромосомах, казалось, вызвала изменения всего генома модификаций ДНК. Эти изменения, внесенные посредством процесса, назвали ДНК methylation, измените экспрессию гена.
«Мы были действительно удивлены найти, что, и это предлагает белок, который потерян в Хрупком, у X синдромов есть некоторая регулирующая роль», сказало исследование первый автор Майкл Дж. Боланд, исследователь в TSRI во время исследования, теперь в Колумбийском университете.
Работая с выпускником TSRI Кристопэром Л. Нэзором, Боланд нашел, что они, ДНК methylation изменения, казалось, затрагивала много генов, связанных с беспорядком спектра аутизма, который может помочь объяснить, почему эти два беспорядка показывают много общих черт.Исследователи сказали, что планируют бросить более близкий взгляд на ДНК methylation образцы, обнаруженные в этом исследовании. Они также надеются использовать тот же самый iPSC перепрограммирование методов, чтобы изучить другие беспорядки, которые начинаются до рождения.
«Теперь у нас есть инструменты, чтобы задать вопросы, чтобы продвинуть здоровье людей», сказал Лоринг.В дополнение к Loring, Боланду и Нэзору, авторами исследования, «Молекулярные исследования нейрогенных дефектов в человеческой плюрипотентной модели стволовой клетки Хрупких X синдромов», был Ха Т. Трэн, Кэндэс Л. Линч и Пьетро Паоло Санна TSRI; Аттила Сзакс из Калифорнийского университета, Сан-Диего и Университет имени Лоранда Этвеша; Райдер Паредес из Университета штата Калифорния, Нормандские острова; и Флора Тэссоун из Калифорнийского университета, Дэвис.