唐氏综合症的新见解和21号染色体的遗传细节。

伦敦大学学院领导的研究小组首次确定了21号染色体的特定区域，这些特定区域会引起唐氏综合症小鼠的记忆和决策问题，这一发现为人类的疾病状况提供了有价值的新见解。

大多数人的每个细胞中都有46条染色体，可分为23对：唐氏综合症（DS）人具有多余的21号染色体副本，该染色体携带200多个基因。

在今天（2020年1月28日）在《细胞报告》（Cell Reports）上发表的这项研究中，伦敦大学学院（UCL）的研究人员在卡迪夫大学和弗朗西斯·克里克研究所的支持下，使用小鼠模型来尝试找出这些额外的基因如何导致学习失能。

在小鼠中也发现了21号染色体及其基因，尽管这些基因已经分散在三个不同小鼠染色体上的三个较小区域上。它们是分别包含148个基因，62个基因和19个基因的小鼠染色体16、10和17。

研究人员研究了这三个不同小鼠区域（染色体）中每个基因的基因对学习和记忆的影响。为此，对三种不同的小鼠品系（小鼠组）进行了基因修饰，使其在小鼠16号，10号或17号染色​​体上携带一个基因组的额外副本。

在导航测试中，老鼠需要协商一个简单的“左右” T型迷宫，对每个组的记忆力和决策能力进行了测量。

在这些测试中，还使用脑电图（EEG）监控了对记忆和决策至关重要的大脑区域的电活动。

研究人员发现，其中一种小鼠品系（“ Dp10Yey”小鼠）的记忆力较差，大脑的一部分称为海马体的大脑circuit回（信号）不规则，这对记忆力非常重要。

他们还发现另一种品系（“ Dp1Tyb”小鼠）的决策能力较差，海马体与前额叶皮层之间的大脑信号传导较弱，这是计划和决策所必需的。第三株（“ Dp17Yey”小鼠）在大脑中没有异常的电活动。

合著者，马修·沃克（Matthew Walker）教授（UCL皇后广场神经病学研究所）说：“这些发现令人完全惊讶-我们没想到这三个不同的基因组的行为会完全不同。

“科学家传统上一直在假说单个基因或单个基因是与唐氏综合症相关的智力障碍的可能原因的假说。

“我们首次证明了不同基因和多种基因导致与唐氏综合症有关的各种认知问题。”

现在，研究人员将着眼于发现较小基因组中哪些基因或哪些基因导致记忆力和决策能力下降。

通讯作者，伊丽莎白·费舍尔教授（UCL皇后神经病学研究所）说：“我们的研究提供了关于唐氏综合症中神经残疾的潜在机制的重要见解，并指出唐氏综合症中的智力残疾可能是由不同的潜在遗传，功能和区域性大脑异常引起的。

“这意味着唐氏综合症患者的疗法可能应该针对多个过程，我们已经采取了初步步骤来确定其中一些过程。”

参考：“唐氏综合症小鼠模型的海马前额叶神经动力学改变”，作者：Pishan Chang，Daniel Bush，Stephanie Schorge，Mark Good，Tara Canonica，Nathanael Shing，Suzanna Noy，Frances K. Wiseman，Neil Burgess，Victor LJ Tybulewicz，Matthew C沃克和伊丽莎白·MC费舍尔，2020年1月28日，细胞报告。
10.1101/644849