蛋白不穩定也會導致智能障礙 大腦發育研究新突破

健康醫療網/記者曾正豪報導
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【健康醫療網/記者曾正豪報導】蛋白不穩定也會導致智能障礙!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。中央研究院生物化學研究所陳瑞華特聘研究員和本院細胞個體生物學研究所周申如副研究員的跨領域研究發現,人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常;研究團隊並找到可以穩定SOX11的機制,提出蛋白質穩定大腦發育密切相關的新觀點。

大腦發育異常過去聚焦基因 中研院團隊提出蛋白質新觀點

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。

研究團隊發現,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。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。

研究團隊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。

治療診斷新方向 可望用來檢測胎兒的大腦發育

陳瑞華特聘研究員表示,「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。

研究成果已於本(2)月12日發表於國際期刊《科學進展》(Science Advances)。

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