作者:唐琳/整理 来源: 发布时间:2016-3-29 15:13:2
解码大脑功能奥秘
——神经疾病靶点研究

 
“神经疾病靶点”作为中国科学院上海生命科学研究院“十二五”阶段“一六十”规划重大突破方向之一,是以中科院神经科学研究所为核心组织实施的。
 
五年间,神经所围绕目标,凝聚团队、优化配置、健全机制,积极承担科技部973计划重大科学问题导向项目“人类智力的神经基础”、中国科学院战略性先导科技专项“脑功能联结图谱”等重大科技任务,在新型基因编辑技术与非人灵长类脑疾病模型、发育性脑疾病机理与靶点、精神性脑疾病机理与靶点、神经退行性脑疾病机理与靶点等方面取得了系统性、原创性成果。
 
FGF13是脑结构发育的重要调控分子
 
大脑皮层和海马是形成学习与记忆等脑功能的关键脑区,它们发育的异常会导致智力障碍。人类X染色体的基因缺陷或变异可以导致大脑发育迟滞,造成儿童智力发育障碍。FGF13基因位于X染色体,以往的病例研究提示FGF13基因缺陷可能与X-连锁智力障碍有关。
 
然而,FGF13在脑发育中的功能尚不清楚。
 
神经所研究团队发现,FGF13在神经元轴突的生长锥中具有聚合和稳定微管的功能,影响轴突和前导突起的生长;在脑发育过程中调控神经元的迁移、大脑皮层和海马组织结构的形成,从而影响学习与记忆等脑功能。
 
这一发现被《神经元》杂志选为1999年以来大脑皮层发育与疾病分子机制的主要进展之一;入选2012年中国科学院十大重大科技成果;并在全球脑科学研究组织联合体四年一度的代表大会上作大会特邀报告。
 
多巴胺受体在抑制神经炎症中的关键作用
 
大脑正常生理功能和状态的稳定维持离不开脑内胶质细胞的精细调节和保护,但胶质细胞的异常活化和多种炎症因子的释放所构成的神经炎症反应,常常对大脑健康不利。大脑的免疫应答功能为什么会在中老年逐渐失调?其中的原因迄今不为人所知。
 
神经所团队通过研究,发现星形胶质细胞中的Drd2/Cryab信号转导通路在抑制因Drd2缺失所致的神经炎症过程中发挥关键作用,揭示了Drd2的一个与传统认识迥然不同的新功能:即在星形胶质细胞中发挥抑制其异常活化和神经炎症反应的作用。
 
该研究对进一步理解多巴胺受体的生理功能,拓展人们对星形胶质细胞在脑衰老中作用的认识,并为今后选择合适靶点、有效地延缓脑衰老乃至干预神经退行性疾病提供了有价值的信息。这一发现入选2013年度“中国科学十大进展”。
 
TRPC通道促进神经突触形成机制
 
突触的形成对建立神经网络十分重要。TRP通道是一类六次跨膜的非选择性阳离子通道,在进化中高度保守,在哺乳动物体内广泛表达,参与了许多重要的生理学功能,如对温度、痛觉、听觉的感知以及受精。TRPC通道是TRP的一个亚家族,在人的中枢神经系统中表达丰富,但其生理功能却知之较少。
 
神经所的研究揭示了TRPC通道对于兴奋性突触发育和学习记忆能力所起到的重要作用,对理解学习记忆机制提供了新的思路和启发,并因此荣获2014年度国家自然科学二等奖。
 
构建疾病转基因猴模型
 
神经所创新团队在国际上首次构建了有自闭症表型的转基因猕猴模型,成功完成转基因猕猴传代,研发出能将猕猴传代时间缩短的精子孵育技术,建立了猕猴孤雌单倍体干细胞系,改进了CRISPR/Cas9在猕猴的基因操作方法,为转基因猴和克隆猴模型构建奠定了基础,更为进一步研究脑疾病提供了非人灵长类动物模型。
 
此外,“神经发育与可塑性研究”研究团队还荣获 2011年度中国科学院杰出科技成就奖(集体奖)。
 
以这些标志性重大进展为契机,神经所在“十二五”期间以第一建设单位组建的“脑科学与智能技术卓越创新中心”成为中国科学院首批4个卓越创新中心之一;同时新建中国科学院灵长类神经生物学重点实验室、非人灵长类动物功能磁共振成像技术平台,并完善非人灵长类研究平台苏州食蟹猴基地、九亭绒猴基地。
 
“十三五”期间,神经所将进一步以团队模式研发早期诊断和早期干预的新技术,并配合卓越中心的脑研究新技术团队和大数据脑信息处理团队,以期推动医疗新器件和新软件的产业化,为承担国家脑科学与类脑工程研究重大科技专项做准备,充分发挥中国在此领域的优势,力争在国际各类脑科学研究计划的竞争中占有重要的一席之地。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2016年3月刊 硕果)
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