یک ژن اضافی باعث ایجاد اتصالات مهاری بیش از حد در نئوکورتکس مدل‌های موش سندرم داون می‌شود.

بر اساس مطالعه جدیدی که در 20 آوریل منتشر شد، یک کپی اضافی از ژنی که تشکیل سیناپس در قشر مغز را کنترل می کند، باعث سیگنال دهی بیش از حد مهاری می شود و ممکن است به سندرم داون کمک کند.^هفتم در مجله دسترسی آزاد زیست شناسی PLOS توسط Bing Ye از دانشگاه میشیگان، ایالات متحده، و همکاران. این یافته ممکن است به توضیح برخی از پیامدهای عصبی این سندرم کمک کند.

سندرم داون ناشی از تریزومی کروموزوم 21 است که در آن افراد دارای سه نسخه به جای دو نسخه از این کروموزوم هستند. دوز بالاتر هر ژن روی کروموزوم 21 اثرات متعددی دارد، از جمله اثرات عصبی، اما دقیقاً مشخص نیست که کدام یک از 200 تا 300 ژن مسئول کدام علائم این بیماری هستند.

کار قبلی، از جمله توسط نویسندگان مطالعه جدید، نشان داده است که یک ژن رمزکننده مولکول چسبندگی سلولی سندرم داون (DSCAM) احتمالاً در حداقل برخی از اثرات عصبی دخیل است، زیرا افزایش سطوح در مدل های حیوانی بر اندازه پایانه های پیش سیناپسی (مناطق) تأثیر می گذارد. نورون هایی که انتقال دهنده های عصبی را به گیرنده های عصبی پایین دست آزاد می کنند).

در داخل مغز، سیناپس‌های GABAergic، GABA، یک انتقال‌دهنده عصبی بازدارنده را آزاد می‌کنند که شلیک اهداف پایین‌دست خود را کاهش می‌دهد. Ye و همکارانش پرسیدند که تأثیر سه برابر شدن DSCAM بر نورون های GABAergic در نئوکورتکس، لایه بیرونی مغز چیست. آنها یک موش ماده حامل معادل موش کروموزوم 21 تریزومی (که به عنوان مدل سندرم داون استفاده می شود) را با یک موش نر دیزومی (euploid) حامل یک ژن DSCAM طبیعی و یک ژن جهش یافته غیرعملکردی تلاقی کردند. بنابراین، فرزندان شامل موش‌های euploid با دو نسخه عملکردی DSCAM (موش‌های به طور موثر طبیعی)، موش‌های تریزومی با سه نسخه از DSCAM عملکردی (مدل‌سازی سندرم داون)، و موش‌های تریزومی با دو نسخه عملکردی DSCAM (یعنی به طور موثر برای DSCAM طبیعی هستند، اما نه برای بقیه کروموزوم 21).

آنها دریافتند که موش‌های دارای سه نسخه از یک ژن عملکردی DSCAM تعداد پایانه‌های GABAergic که سیناپس‌ها را روی نورون‌های هدف در نئوکورتکس تشکیل می‌دهند، افزایش یافته است. موش‌های دارای دو ژن عملکردی DSCAM، علی‌رغم داشتن سطوح بالای پروتئین پیش‌ساز آمیلوئید (APP) در مغز، تعداد پایانه‌های طبیعی داشتند که یکی دیگر از پیامدهای بیوشیمیایی تریزومی 21 (به دلیل سه برابر شدن ژن APP) است.

اثر سه برابر شدن ژن از نظر عملکردی به خوبی مشاهده شد، موش‌هایی با سه نسخه از ژن سیگنال‌های مهاری بیشتری در نواحی هدف نئوکورتکس داشتند، که نشان می‌دهد DSCAM بیش از حد علت این افزایش انتقال سیناپسی GABAergic و همچنین تعداد بالاتر است. پایانه های عصبی GABAergic. نویسندگان دریافتند که اگر از تولید سطوح طبیعی DSCAM جلوگیری کنند، می‌توانند اثر معکوس (یعنی کاهش پایانه‌های عصبی و از دست دادن سیگنال‌های GABAergic) را ایجاد کنند.

Ye گفت: «تغییر بیان DSCAM با چندین اختلال مغزی مرتبط است، از جمله سندرم داون، اختلال طیف اوتیسم، صرع مقاوم و اختلال دوقطبی. “نتایج ما نشان می دهد که اختلال در تنظیم سطح DSCAM ممکن است یک عامل بیماریزای شایع اختلال عملکرد GABAergic در این شرایط باشد.”

این مطالعه اتصالات بازدارنده بیش از حد در قشر مغز مدل‌های موش سندرم داون را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که کپی اضافی از DSCAM ژن عامل است.”

بینگ یه، دانشگاه میشیگان، ایالات متحده