最近,美國國家衛生研究院(NIH)的腦研究項目團隊開發出一種新的神經成像技術,讓人們第一次看到了人腦中基因開關的位置,為了解影響精神健康的基因提供了有力工具,將來有望用于檢測老年性癡呆、精神分裂或其他腦病的早期跡象。
據《科學美國人》網站11日報道,目前,遺傳DNA序列能解釋的精神疾病很少,在成癮、老年性癡呆等許多疾病中,基因開關的作用或許更重要。而生活中的一些事(悲傷、創傷等經歷)會改變基因開關狀態,控制其表達或沉默,因此表觀基因改變也可能導致腦內的長期變化。
新技術與傳統的性能鑒定試驗(PET)類似,能檢測來自名為“Martinostat”的放射性標記物的正電子,此標記物也是該研究負責人、麻省總醫院化學家雅各布·胡克和同事在2012年的發明。通過靜脈注射,標記物分子能通過血腦屏障進入腦內,與腦中的組蛋白去乙酰化酶(HDACs)結合。HDACs能關閉基因,包括那些對形成突觸和學習記憶功能非常重要的基因。
研究團隊發表在最近出版的美國《科學·轉化醫學》雜志上的論文稱,他們給8個健康志愿者注射了“Martinostat”,發現人腦中沉默基因分子最多的地方是小腦,負責調控運動,其外殼也有協調某些學習的功能;最少的是海馬體和杏仁核,原因尚不明確。一個可能的解釋是,沉默基因最少的腦區“神經可塑性”的潛力最大,即改變神經連接可更好地適應腦主人的生活。
他們還發現,基因沉默在不同腦區有差異,而這種差異模式在人和人之間卻有著驚人的相似。這種一致性或表明,健康人腦中的基因活性有一種基準模式,觀察病人是否偏離這一基準,有助于在其癥狀出現之前診斷疾病。
基因沉默失誤可能導致或至少預示了某些腦部疾病,團隊已用新技術繪制了9個精神疾病患者腦內的基因表達模式。新成果向發現腦中基因異常邁出了第一步,并有望在將來找出治療方法。
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