确定唐氏综合症记忆功能受损和焦虑的基因组区域

伦敦大学学院领导的一个研究小组首次确定了21号染色体的一个特定区域，该区域会导致模拟唐氏综合症的小鼠出现记忆功能和焦虑问题，这一发现为人类的状况提供了有价值的新见解。

大多数人每个细胞中有46条染色体，分为23对：唐氏综合症(DS)患者有一个额外的21号染色体拷贝，它携带200多个基因。

在这项发表在iScience上的研究中，伦敦大学学院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，使用小鼠模型来突出携带负责记忆和行为的基因的遗传区域。人类21号染色体上的基因也在小鼠中发现，尽管它们分散在三个不同的小鼠染色体上;这包括小鼠10号染色体。

这项研究基于同一团队之前的一项研究，该研究检查了21号染色体中负责模拟唐氏综合症的雄性小鼠记忆和决策问题的区域。它还首次考虑了与焦虑相关的基因组区域。

焦虑是唐氏综合症患者最常见的心理健康问题之一。

在这项新研究中，研究小组研究了小鼠10号染色体的额外基因对焦虑和记忆的影响，这些基因与人类21号染色体上的基因相同，也被认为是雌性小鼠，以考虑性别。

为此，将经过基因改造以携带来自小鼠37号染色体的10个不同基因的额外拷贝的小鼠与来自同一窝的典型发育小鼠的对照组进行比较。

在导航测试中，小鼠需要协商一个简单的“左右”T迷宫，测量每组的记忆和决策能力。

在这些测试中，对记忆和情绪调节很重要的大脑区域(海马体和内侧前额叶皮层)的电活动也使用称为局部场电位(LFP)的测量进行监测。

研究人员发现，转基因小鼠('Dp(10)2Yey'小鼠)的短期记忆比对照组小鼠差。他们在海马体中也有不规则的大脑回路(信号)，海马体是一个已知对记忆至关重要的大脑区域。

雄性和雌性小鼠的情况相同，表明性别不会影响结果。

为了测试类似焦虑的行为，研究人员测试了小鼠在新环境中的反应。

结果发现，与熟悉的位置相比，转基因小鼠更慢，移动更少，在新环境的外围花费的时间更多 - 表明焦虑行为。

共同通讯作者，伦敦大学学院皇后广场神经病学研究所的Elizabeth Fisher教授说：“唐氏综合症是最常见的智力障碍形式。它源于具有21号染色体的三个拷贝，是一种遗传性疾病，因为该染色体上的某些基因必须产生唐氏综合症的特征。

“我们想研究唐氏综合症的认知特征，以了解哪些过程和基因是重要的。

共同通讯作者Matthew Walker教授(UCL皇后广场神经病学研究所)补充说：“21号染色体由数百个基因组成，但我们只用一只小鼠工作，其中37个基因是重复的。通过将其缩减为很少的基因，我们可以显示哪些基因对大脑回路很重要，以及它们与唐氏综合症的记忆和行为有何关系。

研究人员希望这些发现最终会导致一种帮助唐氏综合症认知的疗法。

主要作者Pishan Chang博士(UCL皇后广场神经病学研究所)说：“在这项研究中，我们研究了大脑中对认知功能很重要的两个区域。虽然这项研究目前是在小鼠身上进行的，但它使我们能够逐步了解这一领域的基因，以及它们如何改变神经元的结构和功能。

“在未来，这可能有助于制定缓解这些功能的策略。因为，通过知道靶向哪些基因，我们可能能够考虑诸如基因治疗或药物之类的解决方案，以纠正异常功能。最终，这可能会让唐氏综合症患者过上更独立的生活。

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