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      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了呼吸必不可少的兩個(gè)基因
      
			
      
				2019-10-29 16:32:41
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，名為Hoxa5和Hoxc5的兩個(gè)基因在建立呼吸所需的神經(jīng)元回路中起著至關(guān)重要的作用。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于推進(jìn)脊髓損傷和神經(jīng)退行性疾病的治療。
      

      上圖顯示了在缺乏Hoxa5 / Hoxc5的轉(zhuǎn)基因小鼠中，PMC神經(jīng)元和隔膜之間的突觸接觸丟失(Polyxeni Philippidou等)。底部圖像上的紅線指向7號(hào)染色體短臂上的Hoxa5基因的位置，以及12號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的Hoxc5基因的位置(genecards.org)
      

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了呼吸必不可少的兩個(gè)基因
      

      發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)為期三年的研究確定了一種分子密碼，該密碼可區(qū)分一組肌肉控制神經(jīng)細(xì)胞，統(tǒng)稱(chēng)為the運(yùn)動(dòng)柱(PMC)。
      

      霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所(Howard Hughes Medical Institute)的資深作者杰里米·達(dá)森(Jeremy Dasen)教授解釋說(shuō)：“這些細(xì)胞位于脖子后部的一半位置，正好在第四頸椎椎骨上方，可能是您體內(nèi)最重要的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。
      

      危害PMC所在的脊髓部分可立即停止呼吸。但是，關(guān)于什么將PMC神經(jīng)元與鄰近神經(jīng)元區(qū)分開(kāi)來(lái)，以及PMC神經(jīng)元如何發(fā)育并將其自身連接至胎兒的diaphragm肌，知之甚少。PMC細(xì)胞將持續(xù)不斷的電化學(xué)信號(hào)流向下傳遞到成束的軸突上并到達(dá)diaphragm肌，從而使肺部以自然的呼吸節(jié)奏擴(kuò)張和放松。
      

      達(dá)森教授說(shuō)：“我們現(xiàn)在有了一套分子標(biāo)記，可以將這些細(xì)胞與其他運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元種群區(qū)分開(kāi)來(lái)，以便我們可以對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)研究，并尋找選擇性提高其存活率的方法。”
      

      為了找出區(qū)別于小鼠中PMC神經(jīng)元與脊髓周?chē)窠?jīng)的原因，科學(xué)家將a逆熒光示蹤劑注入nerve神經(jīng)，將PMC連接至diaphragm肌，然后尋找隨著示蹤劑工作而點(diǎn)亮的脊髓神經(jīng)元。回到PMC。他們使用了在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其軸突中表達(dá)綠色熒光蛋白(GFP)的轉(zhuǎn)基因小鼠，以觀察the神經(jīng)。在注意到這些PMC神經(jīng)元的特征基因表達(dá)模式后，科學(xué)家開(kāi)始確定其特定作用。
      

      最終，一個(gè)復(fù)雜的轉(zhuǎn)基因小鼠品系顯示出兩個(gè)基因Hoxa5和Hoxc5作為適當(dāng)PMC發(fā)育的主要控制者。Hox基因(在人類(lèi)中表達(dá)了39種)是眾所周知的動(dòng)物發(fā)育的主要基因調(diào)節(jié)劑。
      

      “當(dāng)HOXA5和HOXC5在胚胎運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元沉默小鼠”的科學(xué)家報(bào)告“的PMC未能形成其往常一樣，緊緊的柱狀組織，不正確連接到隔膜，留下仔畜無(wú)法呼吸。”
      

      戴森教授說(shuō)：“即使您在胎兒發(fā)育后期刪除這些基因，PMC神經(jīng)元的數(shù)量也會(huì)下降，而doesn神經(jīng)在diaphragm肌上也不會(huì)形成足夠的分支。”
      

      達(dá)森教授計(jì)劃利用這些發(fā)現(xiàn)來(lái)幫助理解更廣泛的呼吸系統(tǒng)，包括腦干中產(chǎn)生節(jié)律的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元又對(duì)二氧化碳水平，壓力和其他環(huán)境因素做出反應(yīng)。他說(shuō)：“現(xiàn)在，我們對(duì)PMC電池有所了解，我們可以通過(guò)更廣泛的電路來(lái)嘗試找出所有這些連接是如何建立的。”
      

      主要作者Polyxeni Philippidou博士說(shuō)：“一旦了解了呼吸網(wǎng)絡(luò)的連接方式，我們就可以開(kāi)始為呼吸系統(tǒng)疾病(如睡眠呼吸暫停)開(kāi)發(fā)新穎的治療選擇。”
      
			

			
        
      
			
      
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