研究确定了威廉姆斯综合征大脑发育障碍的新原因

特拉维夫大学和希伯来大学的一项新研究发现，异常过程会导致威廉姆斯综合症患者大脑发育所必需的基因表达受到破坏，威廉姆斯综合症是一种罕见的多系统遗传综合症，会导致大脑发育障碍。据研究人员称，“我们的发现可能有助于未来开发靶向治疗，使我们在研究中发现的受影响基因能够正常表达。”

该研究由特拉维夫大学心理科学学院和 Sagol 神经科学学院的 Boaz Barak 博士和希伯来大学农业、食品与环境学院的 Asaf Marco 博士领导。参与研究的还有Barak博士实验室的Sari Trangle博士、Gilad Levy先生和Ela Bar女士，以及Marco博士实验室的Tali Rosenberg博士和Hadar Parnas女士。研究结果发表在《分子精神病学》上。

Barak 博士说：“Williams 综合症是一种罕见的多系统遗传综合症，包括大脑发育障碍，导致社交互动加剧、智力低下和其他特征。过去的研究表明，染色体上的 DNA 缺失了 25 个基因威廉姆斯综合症患者排名第七，迄今为止对该综合症的研究主要集中在那些缺失的基因及其功能上。”

“我们想检查该综合症是否也以脑细胞中所含基因组的缺陷为特征，这些缺陷会阻止必需基因的正确表达。具体来说，我们问：是否有可能某些基因在患有此病的人的大脑中无法正确表达?由甲基化现象引起的威廉姆斯综合症——当一个被称为甲基的分子位于基因组中存在的某个基因上时，阻止它正确表达自己?”

为了说明这一现象，Barak 博士以一本说明书为例，其中的一些页面被撕掉了(与缺失的基因平行)，由于缺少这些页面，任何按照说明进行操作的人都会错误。同样，用黑色记号笔隐藏书页中的某些字母会导致指令被破坏，就像现有基因的甲基化会破坏其表达一样。

研究人员强调，在许多情况下，甲基化是身体细胞中的一种正常机制，因为它的作用是在适当的时候阻止某些基因的表达。然而，当甲基化的正确应用受到干扰时，基因的异常表达可能会导致细胞功能受损，并随后对各种器官造成损害，包括对正常大脑发育的损害，正如当前研究中发现的那样。

作为这项研究的一部分，研究人员检查了从患有和不患有威廉姆斯综合症的成年人身上提取的人脑组织，这些人死于与该综合症无关的原因，并将他们的大脑捐献给科学。

Barak 博士解释说：“我们专注于额叶的样本，额叶是大脑中负责认知和决策等大脑功能的区域。在之前的一项研究中，我们发现该区域对大脑特征的损害神经细胞和支持威廉姆斯综合征患者神经细胞活动的细胞。”

“在这项研究中，我们检查了额叶所有细胞中的所有基因，以确定威廉姆斯综合征患者中是否存在经历过异常甲基化过程的基因，即与具有典型发育的大脑相比，基因沉默增加或减少”

研究人员发现，确实在患有威廉姆斯综合征的人中，大脑的这一区域确实存在异常甲基化，导致许多与大脑神经功能正常发育相关的基因的正常表达受到破坏，例如社会行为的调节(人们众所周知，患有威廉姆斯综合症的人过于友好)、认知、大脑的可塑性和细胞存活。

Marco 博士说，“我们发现了有关威廉姆斯综合征患者基因表达缺陷的重要信息，尽管这些基因完全存在于脑细胞的基因组中——直到现在人们还不知道这些异常调节的基因是参与该综合征。此外，我们的主要发现之一是甲基化的破坏不必出现在功能受损的基因附近，有时这些破坏位于距它很远的地方。”

“这一信息至关重要，因为它使我们能够更好地了解 DNA 的空间组织及其对基因控制的影响。此外，由于我们知道能够去除或添加甲基分子的酶，下一个挑战将是精确地指导那些将酶添加到我们研究中确定的破坏位点，目的是让基因得到正确表达。”

Barak 博士总结说：“我们的研究揭示了与威廉姆斯综合症特征性残疾相关的新因素。我们没有像迄今为止所做的那样关注缺失基因的影响，而是阐明了更多表达于有缺陷的方式。基于我们的发现，未来将有可能集中精力开发靶向治疗，这些治疗将到达我们在研究中确定的破坏位点，以‘纠正’有缺陷的表达。”

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