改善KDM5蛋白缺失的果蝇的社交障碍行为并延长寿命,果蝇的社交行为、寿命和细胞表型

孤独症是一种广泛的神经发育障碍疾病。典型的孤独症行为主要表现为社会交往障碍、言语和非言语交流缺陷、兴趣狭窄和重复刻板行为等临床特征。目前已成为世界上人数增长最快的严重性病症,现在全球每20分钟就有一个孩子被诊断为孤独症,已成为危害严重的全球公共健康问题。另一方面,孤独症给患者和家人带来长期沉重的生活、经济和精神压力,并日益成为一个社会问题。

小小的果蝇也会“自闭”吗?它会帮助科学家解开孤独症发病机理的谜团吗?记者26日从南京医科大学获悉,该校刘星吟教授课题组从果蝇身上发现,KDM5家族蛋白功能的丧失,会导致肠屏障功能受损和与肠道微生态失调,并出现社交行为异常。该成果近日在Cell子刊《细胞宿主与微生物》发表。

近日,南京医科大学生殖医学国家重点实验室研究国家在微生物学顶级期刊Cell
Host&
Microbe发表的研究论文指出:果蝇KDM5基因功能丧失会导致肠屏障功能受损和肠道微生态失调,并出现社交行为异常。图片 1
一直以来人们对孤独症的研究主要集中于寻找与孤独症相关的遗传因素以及相应引起的神经发育异常。但是近年来发现环境因素及其免疫因素很可能也是引起孤独症发病的重要原因。南京医科大学研究人员以果蝇为模型,揭示了遗传、环境和免疫因素之间密切的联系。遗传因素调控了固有免疫信号通路相关基因的表达,并进一步导致以菌群为代表的内环境、肠道菌群结构紊乱,影响了神经递质5-HT的代谢,从而影响了行为,同时该研究还发现肠道益生菌,可以调整免疫稳态,改善KDM5蛋白缺失的果蝇的社交障碍行为并延长寿命。并从分子机制上详细的揭示了KDM5蛋白是以组蛋白去甲基化酶的方式调控固有免疫信号通路和菌群紊乱。

一直以来,人们对孤独症的研究主要集中于寻找遗传因素,以及相应引起的神经发育异常。其实许多孤独症病人身上常伴随肠道症状(比如便秘、腹胀、腹泻、肠易激综合症等)。与此相吻合,有不少研究发现,孤独症与肠道微生物群落的失衡密切相关。

KDM5家族蛋白是一种去组蛋白甲基化酶,参与基因的表观遗传调控。此前有研究表明,在智力残疾和孤独症患者中,存在KDM5A/KDM5B/KDM5C功能丧失型基因突变。研究人员以果蝇为模型发现KDM5功能丧失会导致肠屏障功能受损和与肠道微生态失调,并出现社交行为异常。通过抗生素治疗或喂食植物乳杆菌,能部分挽救KDM5蛋白功能缺失的果蝇的社交行为、寿命和细胞表型。

于是,研究人员就把眼光放到了果蝇的肠道内环境来进行探究,他们发现,使果蝇的KDM5缺失之后,会造成果蝇的固有免疫被过度激活,会过度产生抗菌肽等“抗菌部队”,导致肠道菌群紊乱。

这项研究成果将有助于人们从多因素互作的角度重新认识孤独症的病理机制,为孤独症的发病机理提供新的理论基础,也为孤独症疾病诊疗提供了新的线索。原文地址

“而有部分的菌群代谢产物,是参与到果蝇的神经递质合成的,因而一旦菌群紊乱,也就影响到了它的社交行为。”刘星吟说。实验中,KDM5缺失的果蝇出现同类交流保持距离、遇到发出危险信号的同类反应迟缓、与同类发生直接接触的频率变低等特征,这些现象都类似于人类孤独症患者的社交障碍。而通过抗生素治疗或喂食植物乳杆菌,能部分挽救“孤独”果蝇的社交行为、寿命和细胞表型。

这项研究为孤独症病因探寻找到了一个菌群稳态和免疫稳态的新视角,有助于人们从多因素互作的角度重新认识孤独症的病理机制,为孤独症的发病机理提供新的理论基础,也为孤独症疾病诊疗提供了新的线索。

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注