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美科学家研发新神经成像技术“看到”人脑基因开关
罗纳尔多 2016-08-14
导语

最近,美国国家卫生研究院的脑研究项目团队开发出一种新的神经成像技术,让人们第一次看到了人脑中基因开关的位置,为了解影响精神健康的基因提供了有力工具,将来有望用于检测老年性痴呆、精神分裂或其他脑病的早期迹象。

据《科学美国人》网站11日报道,目前,遗传DNA序列能解释的精神疾病很少,在成瘾、老年性痴呆等许多疾病中,基因开关的作用或许更重要。而生活中的一些事(悲伤、创伤等经历)会改变基因开关状态,控制其表达或沉默,因此表观基因改变也可能导致脑内的长期变化。

最近,美国国家卫生研究院(NIH)的脑研究项目团队开发出一种新的神经成像技术,让人们第一次看到了人脑中基因开关的位置,为了解影响精神健康的基因提供了有力工具,将来有望用于检测老年性痴呆、精神分裂或其他脑病的早期迹象。该研究成果发表在最近出版的美国《科学·转化医学》杂志上。

新技术与传统的性能鉴定试验(PET)类似,能检测来自名为“Martinostat”的放射性标记物的正电子,此标记物也是该研究负责人、麻 省总医院化学家雅各布·胡克和同事在2012年的发明。通过静脉注射,标记物分子能通过血脑屏障进入脑内,与脑中的组蛋白去乙酰化酶(HDACs)结合。 HDACs能关闭基因,包括那些对形成突触和学习记忆功能非常重要的基因。

研究团队给8个健康志愿者注射了“Martinostat”,发现人脑中沉默基因分子最多的地方是小脑,负责调控运动,其外壳也有协调某些学习的功能;最少的是海马体和杏仁核,原因尚不明确。一个可能的解释是,沉默基因最少的脑区“神 经可塑性”的潜力最大,即改变神经连接可更好地适应脑主人的生活。

他们还发现,基因沉默在不同脑区有差异,而这种差异模式在人和人之间却有着惊人的相似。这种一致性或表明,健康人脑中的基因活性有一种基准模式,观察病人是否偏离这一基准,有助于在其症状出现之前诊断疾病。

基因沉默失误可能导致或至少预示了某些脑部疾病,团队已用新技术绘制了9个精神疾病患者脑内的基因表达模式。新成果向发现脑中基因异常迈出了第一步,并有望在将来找出治疗方法。

文章链接:

Hsiao-Ying Wey, et al, "Insights into neuroepigenetics through human histone deacetylase PET imaging," Science Translational Medicine 10 Aug 2016:Vol. 8, Issue 351, pp. 351ra106, DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7551

新闻链接:

New Imaging Technique Provides First Look at Gene Activity in the Living Human Brain

(本文文字来源:新华网)

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作者 罗纳尔多

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北京理工大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科

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