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果蝇将自闭症患者的睡眠问题与神经胶质细胞、血脑屏障和血清素联系起来

2021-06-08 10:38:16

为了能够研究大脑,调查问题,测试干预措施,研究人员求助于动物模型。果蝇是一种获得多项诺贝尔奖的动物模型,果蝇基因的突变因此可以揭示人类这两个“同源”基因的许多突变。申克研究小组的研究员、该研究的主要作者米雷娅·科尔-塔内发表于《科学进展》。“我们发现带有基因突变的苍蝇很难入睡,晚上醒来的频率非常高。它们显示了我们在CHD8和CHD7突变人群中看到的相同特征。”

申克的研究小组专门从事果蝇引起石家庄儿童自闭症神经发育障碍的基因研究。他们通常会产生与病基因相对应的基因突变的苍蝇,并观察人类和苍蝇的行为或神经系统其他特性的变化。申克·埃克斯佩林斯说,“当Mireia发现睡眠碎片也存在于苍蝇身上时,我们知道可以利用我们的模型的所有优势来找出这个问题的根源。”他们发现kismet对成年苍蝇的良好睡眠很重要,但在发育早期就已经很重要了,而成年苍蝇的睡眠缺陷是由于发育期间kismet减少造成的。coll-Tane说,他们“还发现kismet在神经元中并不重要,神经元是典型的调节行为的细胞,但在大脑中存在的另一种主要细胞类型:胶质细胞中也很重要。胶质细胞有许多重要的功能,如支持神经元、清理废物血脑屏障。我们发现kismet在早期发育阶段就很重要,它是由300个胶质细胞组成的,这些胶质细胞构成了果蝇的血脑屏障。它们是睡眠分裂的根源。”

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神经递质多巴胺通常在睡眠问题中起作用。这项研究也关注了这个,但是多巴胺水平是正常的。相比之下,神经递质血清素似乎很重要。“当我们减少胶质细胞中的kismet时,我们发现果蝇头中血清素的浓度增加了一倍,”科尔-塔内解释道。“这是一个非常有趣的发现,因为血清素增加,也称为高血清素血症,是自闭症中常见的生物标志物之一。”在一系列进一步的基因和药实验中,研究人员提供了证据,证明发育过程中血清素水平的增加是kismet睡眠分裂的原因。“我们的工作已经将自闭症的一个主要遗传原因与一个常见的生物标志物和自闭症的一个重要临床症状联系起来。我们提出,我们已确定的机制与自闭症有更广泛的关联。”

一个重要的问题是,与发育障碍相关的睡眠问题到底能否解决。它是对成人的方法(即发育后),并且是无创和an全的。申克说:“我们在费城的合著者开发了果蝇睡眠限制疗法——简称SRT。”。“一种等效的干预方法被广泛应用于人类以及其他患有失眠症的健康个体。但是很少应用于孤独症和神经发育障碍,可能是因为睡眠缺陷被认为是基因突变的必然结果。但是行为疗法成功了!一个简单的模拟短夜的光照制度让苍蝇睡得好,尽管如此,问题的根源在于早期的发展。"

有了这篇文章《科学进展》对人类的进一步研究是显而易见的。临床遗传学家克莱夫斯特拉解释说,他们“已经在我们的文章中表明,CHD7和CHD8在人类的血脑屏障中表达,无论是在发育还是成年期。现在,我们的目标是收集更多的临床数据,并与位于希泽的睡眠专家诊所Kempenhaeghe密切合作,将SRT应用于这些患者。我们正在一起将我们的“人-果蝇-返回”策略扩展到许多其他病因。”很明显,通过这份出版物可以获得更多关于苍蝇和人类的迷人睡眠研究。


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