多种遗传性疾病会导致智力障碍和自闭症。长期以来，人们认为这些遗传性脑病无法治疗。然而，近年来，神经科学家在动物模型中证明，有可能逆转这些基因突变造成的致残性影响。但问题仍然存在：不同的基因突变是否会扰乱共同的生理过程？如果确实如此，为一种自闭症和智力障碍遗传病因开发的治疗方法，或许也适用于许多其他病因。
今天，研究团队在《 自然神经科学》网络版发表论文。团队由麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所神经科学皮考尔教授马克·贝尔领衔。研究显示，两种截然不同的自闭症和智力障碍遗传病因都会扰乱突触处的蛋白质合成；针对其中一种疾病开发的治疗方法，也能为另一种疾病带来认知方面的益处。该研究由博士后、第一作者田迪，研究生劳拉·斯托佩尔和研究科学家阿诺德·海宁开展，并与冷泉港实验室和罗氏制药的科学家合作完成。
研究脆性X综合征的作用
智力障碍和自闭症的一种遗传性病因是脆性X综合征。当X染色体上的一个名为FMR1的基因在大脑发育过程中被关闭时，就会导致这种综合征。脆性X综合征较为罕见，约每4,000人中有1人患病。在此前使用脆性X综合征小鼠模型开展的研究中，贝尔等人发现，该基因缺失会导致突触处的蛋白质合成过度；突触是神经元之间进行交流的特殊部位。
特别值得关注的是，他们发现，这种蛋白质合成受神经递质谷氨酸刺激，作用路径位于一种名为mGluR5的谷氨酸受体下游。这一发现催生了所谓的mGluR理论：mGluR5被激活后，其下游过量的蛋白质合成会引发脆性X综合征的许多精神和神经症状。贝尔的实验室在小鼠中检验了这一理论，发现抑制mGluR5可恢复蛋白质合成的平衡，并逆转动物模型中的许多缺陷。
基因不同，后果相同
自闭症和智力障碍的另一种病因，是人类16号染色体上一系列基因的缺失，称为16p11.2微缺失。其中一些受影响的27个基因参与蛋白质合成调控，这使贝尔及其同事想知道，16p11.2微缺失综合征和脆性X综合征是否会以相同方式影响突触。为回答这一问题，研究人员使用了由冷泉港实验室的阿莉娅·米尔斯创建的16p11.2微缺失小鼠模型。
麻省理工学院团队采用电生理、生化和行为分析，将这种16p11.2小鼠与他们此前已建立的脆性X小鼠研究结果进行比较。结果显示，海马体（一处对记忆形成至关重要的大脑区域）中的突触蛋白质合成确实受到扰乱。此外，他们对这些小鼠进行记忆测试时，发现其存在严重缺陷，与脆性X综合征小鼠相似。
疾病发作后恢复脑功能
这些发现促使麻省理工学院的研究人员尝试采用已在脆性X小鼠中奏效的相同方法，改善16p11.2小鼠的记忆功能。罗氏科学家团队由洛塔尔·林德曼领衔，该团队提供了一种mGluR5抑制剂；使用这种抑制剂治疗后，小鼠的认知能力显著改善。尤其重要的是，这一益处是在为期一个月的治疗后实现的，而治疗开始时间远在出生之后。贝尔指出，这意味着：“这种疾病的某些认知方面，此前被认为是早期大脑发育改变所造成的、无法克服的后果，但它们可能实际上源于突触信号传导持续发生改变，而药物能够纠正这些改变。”
当前研究表明，超过100种不同的基因突变可能表现为智力障碍和自闭症。这些发现令人鼓舞，因为它们不仅表明药物疗法可能有助于改善受影响者的认知和行为，也表明针对一种遗传性病因开发的治疗方法或许能更广泛地适用于许多其他病因。
这项研究部分得到了霍华德·休斯医学研究所、美国国家精神卫生研究所、西蒙斯基金会、麻省理工学院西蒙斯社会脑中心以及美国国家儿童健康与人类发展研究所的支持。
本文由 麻省理工学院新闻合作发布。发布本文并不意味着世界经济论坛认同其中的观点。
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作者：马克·贝尔曾获任麻省理工学院脑与认知科学系皮考尔学习与记忆研究所神经科学皮考尔教授。
图片：2012年3月27日，在伦敦威康收藏馆的一场展览上，可以看到展示大脑不同部位的石膏颅相学头部模型。路透社/克里斯·赫尔格伦。
