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      斑馬魚研究揭示了眼睛運動的發(fā)育機制
      
			
      
				2019-11-07 10:11:35
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      研究斑馬魚的研究人員發(fā)現(xiàn)，與自閉癥譜系障礙和其他發(fā)育性腦部異常有關(guān)的基因可能在無法控制眼球運動的人中起作用。
      

      這項發(fā)現(xiàn)將在本周發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上。該雜志是擁有近40,000名成員的神經(jīng)科學(xué)學(xué)會的官方雜志，強調(diào)了唐氏綜合癥細(xì)胞粘附分子樣1基因在眼球運動發(fā)展中的重要性。
      

      該研究利用斑馬魚作為模型來研究人眼運動障礙的神經(jīng)回路。近年來，斑馬魚已成為生物醫(yī)學(xué)研究的重要工具，可洞悉復(fù)雜行為障礙的致病機理。
      

      斑馬魚研究揭示了眼睛運動的發(fā)育機制
      

      VTC Fralin生物醫(yī)學(xué)研究所副教授Albert Pan說：“我們可以將斑馬魚放在顯微鏡下，尤其是在幼蟲期，并觀察細(xì)胞的移動，眼睛的發(fā)育以及各種令人興奮的神經(jīng)元活動。”研究中的多校研究團隊。“由于人和魚在大腦結(jié)構(gòu)和基因上有相似之處，因此這種簡單的有機體為我們提供了一個非凡的窗口，讓我們了解眼睛運動背后的常見神經(jīng)通路和大腦活動模式。”
      

      作為在發(fā)育和身體計劃上有許多相似之處的脊椎動物，魚類和人們共享許多基因和蛋白質(zhì)，包括唐氏綜合癥細(xì)胞粘附分子樣基因1(在斑馬魚中稱為dscaml1)。在人類中，該基因的缺失是與自閉癥譜系障礙和大腦皮層畸形有關(guān)的眾多突變之一。然而，dscaml1缺乏可如何有助于行為缺陷已經(jīng)大多不明。
      

      在這項研究中，主要作者Manxiu“米歇爾”馬，在泛實驗室的研究助理，亞歷山德羅拉米雷斯在醫(yī)學(xué)康奈爾大學(xué)和王彤，在泛實驗室擔(dān)任博士后研究員的博士后在埃姆雷阿克塞實驗室，分析dscaml1缺乏如何影響斑馬魚的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和眼睛運動。
      

      通過視頻跟蹤幼蟲斑馬魚的眼球運動，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)dscaml1突變體具有許多眼球運動缺陷，包括快速疲勞，視力受損和無法進行稱為掃視的快速彈道眼球運動。
      

      掃視對于快速將視線轉(zhuǎn)移到不同的興趣點非常重要。掃視產(chǎn)生發(fā)育障礙(眼運動失用癥)的患者通常難以閱讀或執(zhí)行其他需要頻繁凝視的任務(wù)。研究人員進一步使用了一種強大的成像技術(shù)，稱為雙光子鈣成像，可以在掃視過程中觀察活體動物大腦中的神經(jīng)元活動，并能夠識別出與行為缺陷相對應(yīng)的受損神經(jīng)通路。
      

      研究人員說，斑馬魚dscaml1突變體的許多特征與人眼運動性失用癥相似，對斑馬魚模型的進一步研究可能導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的疾病。
      

      潘說：“許多行為問題的特征是異常的眼球運動，以及人們在視覺上如何感知面部和情緒。”潘亦是英聯(lián)邦創(chuàng)新技術(shù)中心發(fā)展神經(jīng)科學(xué)杰出研究學(xué)者，生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)系副教授。弗吉尼亞理工大學(xué)病理生物學(xué)和精神病學(xué)與行為醫(yī)學(xué)系。“有了像斑馬魚這樣的簡單生物，以及產(chǎn)生并控制眼球運動的相對簡單的神經(jīng)回路，我們就能弄清楚基因是如何影響發(fā)育的，并有望幫助我們了解基因如何影響精神病。”
      

      除了來自弗吉尼亞理工大學(xué)和威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家之外，哈佛大學(xué)，麻省總醫(yī)院，奧古斯塔大學(xué)和紐約大學(xué)朗根醫(yī)學(xué)院的教師也參與了這項研究。
      

      這項工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院，西蒙斯全球腦計劃，弗吉尼亞理工大學(xué)，弗林生物醫(yī)學(xué)研究所和奧古斯塔大學(xué)的支持。
      
			

			
        
      
			
      
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