中研院大腦研究新發現,蛋白質不穩定會導致智能障礙

作者 | 發布日期 2021 年 02 月 19 日 14:54 | 分類 生物科技 , 科技生活 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


智能障礙、癲癇和自閉症等患者通常需要特殊治療、教育和長期照顧,對家庭和社會經濟都是相當大的負擔。而中研院最新研究發現,人體中的蛋白 SOX11 不穩定會導致大腦發育異常;同時,研究團隊也找到可以穩定 SOX11 的機制,提出蛋白質穩定大腦發育密切相關的新觀點。此一研究成果已發表於國際期刊「科學進展(Science Advances)」上。

大腦皮層掌管感覺、運動、情緒、認知等多項重要功能,其發育涉及複雜過程,包括神經生成、神經細胞移動、組織建構及神經網路形成,任一環節失調便可能造成神經性疾病。

為了找出大腦發育異常的成因,過往學界研究多聚焦於基因轉錄層面,較少探討蛋白質修飾的重要性。而中央研究院生物化學研究所特聘研究員陳瑞華,以及細胞個體生物學研究所副研究員周申如的研究發現,人體中的蛋白 SOX11 不穩定會導致大腦發育異常。

研究團隊發覺,遺傳性大腦發育異常、有智能障礙表型的病人曾出現去泛素蛋白 USP11 變異。經實驗發現,雖然小鼠缺少 USP11 時,SOX11 仍可進行基因轉錄,但因其蛋白不穩定,還是會導致大腦發育異常。在行為學分析(例如小鼠走迷宮)中,USP11缺失之成鼠確實有學習記憶和社交情緒等多重障礙。

此外,研究團隊也發現在大腦發育過程中,USP11 可抑制 SOX11 蛋白的泛素化,進而穩定 SOX11 的表現;這項穩定機制不但參與了神經生成,也使生成之神經移動到正確位置,以建構正常的神經網路。

陳瑞華表示,此研究對大腦發育異常所致疾病之診斷和治療提供了新的思考方向,未來也可望用來檢測胎兒的大腦發育狀況。此外,研究團隊發現變異後的 USP11 不僅會喪失穩定 SOX11 的功能,也無法支持大腦正常發育,更凸顯 USP11 穩定 SOX11 的作用機制對人類大腦發育的重要性。

(首圖來源:中央研究院

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