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杰青最新文章解析遗传疾病新机制
【字体： 大 中 小 】 时间：2010年10月14日 来源：生物通
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来自湖北大学，中科院遗传与发育生物学研究所等处的研究人员合作发现脆性X蛋白FMRP调控微管的网络形成，为脆性X的发病机理以及治疗药物的筛选提供了新的思路和靶点。研究论文发表于最近一期的国际主流杂志Human Molecular Genetics。
生物通报道：来自湖北大学，中科院遗传与发育生物学研究所等处的研究人员合作发现脆性X蛋白FMRP调控微管的网络形成，为脆性X的发病机理以及治疗药物的筛选提供了新的思路和靶点。研究论文发表于最近一期的国际主流杂志Human Molecular Genetics。
这项研究由中科院遗传与发育生物学研究所张永清组和湖北大学的金珊教授研究组合作完成，其中张永清研究员早年毕业于华中农业大学，目前主要研究方向是利用传统的模式动物果蝇进行神经生物学的基础应用研究。由于果蝇的神经系统在分子和细胞水平上与哺乳动物的非常相似，这一研究将有助于对人类大脑功能的认识。
智力障碍（智障）又称智力低下或精神发育迟滞，是指18岁以前出现的认知功能低下（智商<70）和社会适应能力不足，是一组严重危害儿童青少年身心健康的神经精神疾病。脆性X是世界范围内最常见的遗传性智力低下疾病，其发病率约在每4000个男性和8000个女性中有一人发病。脆性X不仅给患儿和家庭造成终生的痛苦，同时也为家庭和社会带来了沉重的经济负担。
在这篇文章中，研究人员发现脆性X蛋白FMRP调控微管的网络形成。当缺失dfmr1时，细胞核周围的微管变得更加密集，而细胞核之间的微管密度下降，并且微管网络破坏，呈无序缠结。而当过高表达dfmr1时，细胞微管成束并相互平行。dfmr1还影响微管蛋白和乙酰化微管蛋白的表达量。研究人员利用遗传学方法筛选到dfmr1互作基因spastin。Spastin是微管剪切蛋白，它的缺失在人类可以导致临床上常见的遗传性痉挛性截瘫。
研究发现，spastin突变可以抑制过高表达dfmr1产生的微管结构和表达量的变化。并且在神经系统中，dfmr1与spastin相互作用影响神经肌肉突触的形态发育。线粒体的运输依赖于微管。研究人员进一步利用免疫组化和现代活体分析技术发现，dfmr1影响轴突中线粒体的数目和运输。这些结果为脆性X的发病机理以及治疗药物的筛选提供了新的思路和靶点。
另外张永清研究组近期还在The Journal of Neuroscience上发表文章，结合免疫荧光技术、活体成像术、电镜技术以及分子遗传操作技术等，系统地研究了果蝇变态过程中神经肌肉突触重塑的分子和细胞生物学机制。
研究人员结合免疫荧光技术、活体成像术、电镜技术以及分子遗传操作技术等，系统地研究了果蝇变态过程中神经肌肉突触重塑的分子和细胞生物学机制。
研究表明，神经肌肉突触清除时，突触后骨架蛋白Disc Large首先开始扩散并最终消失，同时突触后谷氨酸受体分布面积扩大。电镜结果显示，突触后网状结构也发生空泡化并最终解聚。而突触前结构的拆装比突触后结构清除晚约1个小时，主要表现为突触前伪足样结构形成，突触囊泡的聚集和回运。组织特异性基因操作的分析结果表明，抑制突触后肌肉中蜕皮激素、细胞凋亡及蛋白酶体通路能同时延缓突触前后结构的清除，而抑制突触前运动神经元中蜕皮激素、细胞凋亡及蛋白酶体通路仅能部分延缓突触前结构的清除过程，而不能延缓突触后结构的清除。上述结果表明，突触后结构对突触清除过程起关键作用。该研究揭示了突触清除的分子细胞机制，并建立了一个新的研究突触清除的模式体系。
（生物通：万纹）
作者简介：
张永清
男 博士，研究员，博士生导师。
1985年获武汉华中农业大学学士学位，1991年获北京农业大学（现中国农业大学）博士学位。1992－1993在中国科学院微生物研究所作博士后。1994年在荷兰Wageningen大学作访问学者。1995-1997年在英国剑桥大学作博士后。1998-2003年先后在美国尤他大学和Vanderbilt大学作博士后和访问学者。先后获得美国FRAXA Research Foundation（2001-2002）和 Vanderbilt大学Kennedy Center for Research on Human Development（2003）的研究奖。
张永清研究员的主要研究方向:利用传统的模式动物果蝇进行神经生物学的基础应用研究。由于果蝇的神经系统在分子和细胞水平上与哺乳动物的非常相似，这一研究将有助于我们对人类大脑功能的认识。
主要研究内容包括：
1） 以果蝇为材料，用分子、细胞、遗传、发育和神经生物学为主要实验检测手段研究神经系统的结构和功能。
2） 以果蝇为模式动物研究人类重要神经疾病包括智力低下的分子遗传机制，从而为这类疾病的预防和治疗提供理论依据，同时为神经系统的正常发育和功能提供新的见解。
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