營救突變的神經干細胞——鍛煉

　　CHARGE綜合征是一種嚴重影響多個器官發育的疾病。全世界8500個新生兒中就會出現1個患這種疾病。大部分患者攜帶一個突變基因稱為CHD7。那么這個單獨基因的突變如何引起一系列的CHARGE的癥狀，至今是一個謎。

　　CHD7基因編碼一個染色質的重塑體，這個重塑體是一類重要的表觀基因的調節子。DNA被組蛋白組成的核小體包繞，組成的結構稱為染色質。占據一個基因的核小體越多，這個基因的活性就越差。染色質的重塑體基因像CHD7是調節基因活性所必須的。因此，一個基因編碼發生突變就可能導致大量錯誤的基因調節。

　　Dr. Haikun Liu和他的研究者們對于成年人神經干細胞的調節非常感興趣。科學家們針對成年神經干細胞在疾病中扮演的角色展開了研究，疾病包括智力的缺陷和腦腫瘤。CHARGE患者表現為智力缺陷及學習障礙，很大程度上表明這是一類中樞神經缺陷的疾病。

　　為了理解在CHARGE綜合征中CHD7突變基因的分子角色，研究者們創建了一個模型使用轉基因小鼠。這些動物就可以允許科學家們只在神經干細胞中關閉CHD7基因在發育的特殊階段。這也允許科學家們關注CHD7缺陷的細胞的增殖，分化及成熟過程。

　　這項工作發現了一個有趣的現象：在胎兒及成年的神經干細胞中關閉CHD7基因后，科學家們觀察到突變的細胞都有一個共同的現象：他們無法有效的分化成成熟的神經元，成熟的神經元是人類及其它動物大腦中的基本的功能單位。成熟的神經元通常有一個非常復雜的形態，允許它們創建大腦中復雜的網絡結構，這個網絡結構對于信息的傳遞是非常重要的。帶有突變基因的神經元，似乎無法形成復雜的網絡結構。

　　更引人注目的是，Liu和他的同伴們發現鍛煉就可以營救海馬中這些表型的神經元，海馬是負責學習和記憶的區域。他們讓CHD7基因缺陷的小鼠在一個轉輪上進行鍛煉。鍛煉后CHD7突變的基因得到了拯救：這些神經元也可以創建網絡結構。

　　運動可以顯著增加神經的形成在動物和人類中。Liu表示“我們很興奮的看到CHD7基因缺陷的細胞可以通過機械的刺激而恢復功能。我們現在希望發現潛在的機制。”神經學家們相信這項發現會使我們更好的懂得這個疾病，甚至可能恢復CHD7信號通路從而緩解CHARGE綜合征的癥狀。

　　CHD7基因也是一個癌癥相關的基因;許多人類不同類型的癌癥，包括肺癌，結腸癌和腦瘤都發生了分子的突變。這個機制的發現表明：CHD7的突變使干細胞的分化受到了阻礙，這也是腫瘤形成的主要原因。

　　另外，CHD7基因也是人類自閉癥的一個高度分險基因，許多CHARGE的患者通常患有自閉癥。似乎這個基因對調節許多生理學過程是非常重要的。通過神經干細胞的研究，研究者們可以使用小鼠模型來研究CHD7在其它細胞中的角色。