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      科學家確定了兩個呼吸必需的基因
      
			
      
				2018-12-23 12:48:37
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      紐約大學Langone醫(yī)學中心的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，兩種基因Hoxa5和Hoxc5在建立呼吸所需的神經(jīng)回路中起著關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)有助于推進脊髓損傷和神經(jīng)退行性疾病的治療。
      

      科學家確定了兩個呼吸必需的基因
      

      發(fā)表在“自然神經(jīng)科學”雜志上的這項為期三年的研究確定了一種分子代碼，該代碼區(qū)分了一組肌肉控制神經(jīng)細胞，統(tǒng)稱為膈神經(jīng)運動柱(PMC)。
      

      霍華德休斯醫(yī)學研究所的資深作者杰里米達森教授解釋說：“這些細胞位于頸后半部分，正好位于第四頸椎上方，可能是你體內(nèi)最重要的運動神經(jīng)元。”
      

      傷害PMC所在的脊髓部分可以立即關(guān)閉呼吸。但是，人們對于PMC神經(jīng)元與鄰近神經(jīng)元的區(qū)別，以及PMC神經(jīng)元如何發(fā)育并將自身連接到胎兒的橫膈膜的知識相對較少。PMC細胞將恒定的電化學信號流傳遞到它們的束狀軸突上并進入膈肌，使肺部以自然的呼吸節(jié)奏擴張和放松。
      

      “我們現(xiàn)在擁有一套分子標記，可以將這些細胞與其他運動神經(jīng)元群體區(qū)分開來，這樣我們就可以對它們進行詳細研究，并尋找有選擇地提高其存活率的方法，”Dasen教授說。
      

      為了找出PMC神經(jīng)元與小鼠脊髓鄰居的區(qū)別，科學家們將一個逆行熒光示蹤劑注入膈神經(jīng)，將PMC連接到膈肌，然后尋找隨著示蹤劑工作方式點亮的脊髓神經(jīng)元?；氐絇MC。他們使用在運動神經(jīng)元及其軸突中表達綠色熒光蛋白(GFP)的轉(zhuǎn)基因小鼠來觀察膈神經(jīng)。在注意到這些PMC神經(jīng)元的特征性基因表達模式后，科學家們開始確定它們的特定作用。
      

      最終，一個復(fù)雜的轉(zhuǎn)基因小鼠品系揭示了兩個基因，Hoxa5和Hoxc5，作為適當PMC發(fā)育的主要控制者。Hox基因-39在人體中表達 - 眾所周知是動物發(fā)育的主基因調(diào)節(jié)因子。
      

      “當Hoxa5和Hoxc5在小鼠的胚胎運動神經(jīng)元中沉默時，”科學家報告說，“PMC未能形成其通常的緊密柱狀組織，并且沒有正確連接到橫膈膜，導致新生動物無法呼吸。”
      

      “即使你在胎兒發(fā)育晚期刪除這些基因，PMC神經(jīng)元群體也會下降，而膈神經(jīng)也不能在膈肌上形成足夠的分支，”Dasen教授說。
      

      Dasen教授計劃利用這些發(fā)現(xiàn)來幫助理解更廣泛的呼吸電路 - 包括腦??干中產(chǎn)生節(jié)律的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元反過來對二氧化碳水平，壓力和其他環(huán)境因素做出反應(yīng)。“現(xiàn)在我們對PMC電池有所了解，我們可以通過更廣泛的電路，試圖找出所有這些連接的建立方式，”他說。
      

      “一旦我們了解呼吸網(wǎng)絡(luò)是如何接線的，我們就可以開始為睡眠呼吸暫停等呼吸障礙開發(fā)新的治療方案，”主要作者Polyxeni Philippidou博士說。
      
			

			
        
      
			
      
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