Autismus und geistige Behinderung im Zusammenhang mit dem APC-Protein

Autismus und geistige Behinderung im Zusammenhang mit dem APC-Protein
Autismus und geistige Behinderung im Zusammenhang mit dem APC-Protein
Anonim

Ein Hinweis auf die Ursachen von Autismus und geistiger Behinderung liegt in der Synapse, der winzigen interzellulären Verbindung, die Informationen schnell von einem Neuron zum nächsten überträgt. Laut Neurowissenschaftlern der Tufts University School of Medicine mit Studenten der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences in Tufts spielt ein Protein namens APC (adenomatöse Polyposis coli) eine Schlüsselrolle bei der Synapsenreifung, und eine APC-Dysfunktion verhindert die für typische Synapsenfunktion Lernen und Gedächtnis.

Die Ergebnisse werden in der Ausgabe des Journal of Neuroscience vom 18. August veröffentlicht.

"Beide Seiten der Synapse sind für eine effiziente Übertragung fein abgestimmt; ein Ungleichgewicht auf beiden Seiten kann sich negativ auf die Funktion auswirken, was zu kognitiven Defiziten führt. Unsere Studie zeigt, dass APC einen Schlüsselproteinkomplex im postsynaptischen Neuron bildet, der auch für die Versorgung sorgt Signale, um die Synapsenreifung im präsynaptischen Neuron zu steuern und sicherzustellen, dass die beiden Seiten der Synapse gemeinsam reifen, um eine optimale Funktion zu gewährleisten", sagte die leitende Autorin Michele H. Jacob, PhD, Professorin in der Abteilung für Neurowissenschaften an der Tufts University School of Medicine. Jacob ist auch Mitglied der Zell-, Molekular- und Entwicklungsbiologie; zelluläre und molekulare Physiologie; und neurowissenschaftliche Programmfakultäten an der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences in Tufts.

In der In-vivo-Studie blockierte das Team die APC-Funktion und stellte fest, dass die synaptischen Spiegel der Zelladhäsionsproteine ​​Neuroligin und Neurexin erheblich abfielen. Ohne normale Konzentrationen dieser Proteine ​​waren Synapsen sowohl strukturell als auch funktionell weniger ausgereift.Mutationen in den Genen für Neuroligin und Neurexin werden mit Autismus beim Menschen in Verbindung gebracht, aber bisher war wenig über die Mechanismen bekannt, die für die Lokalisierung dieser Proteine ​​an der Synapse verantwortlich sind. „Unsere Laborstudie ist die erste, die zeigt, dass APC benötigt wird, um Neuroligin und Neurexin zur Synapse zu rekrutieren. Dieser Befund liefert neue Einblicke in die Mechanismen, die für eine ordnungsgemäße Synapsenfunktion erforderlich sind, sowie in molekulare Veränderungen an der Synapse, die wahrscheinlich zu autistischem Verh alten beitragen und Lerndefizite bei Menschen mit APC-Funktionsverlust-Genmutationen", sagte Jacob.

"Unsere Studie wirft auch Licht auf einen kaum verstandenen, aber wesentlichen Prozess, das Übersprechen, das zwischen präsynaptischen und postsynaptischen Neuronen auftritt. Als wir die APC-Funktion auf der postsynaptischen Seite störten, sahen wir Veränderungen auf beiden Seiten der Synapse, was darauf hindeutet, dass APC einen Proteinkomplex organisiert, der gegen den normalen Verkehrsfluss kommuniziert", sagte Erstautorin Madelaine Rosenberg, PhD, eine Tochtergesellschaft der Abteilung für Neurowissenschaften an der TUSM.

Der nächste Schritt des Forschungsteams besteht darin, die Verh altens- und kognitiven Veränderungen zu untersuchen, die auftreten, wenn APC in Neuronen des Säugetiergehirns gelöscht wird. Sie haben ein neues Mausmodell entwickelt, mit dem sie untersuchen können, wie der Verlust der APC-Funktion zu synaptischen Veränderungen und beeinträchtigtem Lernen und Gedächtnis führt.

Zusätzliche Autoren sind Fang Yang, PhD, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in der medizinischen Fakultät der TUSM; Jesse Mohn, Doktorand im Programm für Zell-, Molekular- und Entwicklungsbiologie bei Sackler und Mitglied von Jacobs Labor; und Elizabeth Storer, eine Doktorandin im Neurowissenschaftsprogramm bei Sackler und Mitglied von Jacobs Labor.

Diese Studie wurde vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), Teil der National Institutes of He alth, und dem Tufts Center for Neuroscience Research finanziert. Das Tufts Center for Neuroscience Research selbst wird von NINDS und von der Tufts University School of Medicine und dem Tufts Medical Center unterstützt.

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