Bourneville-Pringle Brain Science

Ärzte oft diagnostizieren tuberöse Sklerose (TSC ) auf der Grundlage der Wucherungen der genetischen Krankheit verursacht in Organen um den Körper herum . Diese offensichtliche anatomische Strukturen jedoch täuschen über die mikroskopische und geheimnisvolle neurologische Unterschiede hinter der Krankheit lästig Verhaltenssymptome : Autismus, geistiger Behinderung und Krampfanfälle . In einer neuen Studie an Mäusen , markieren Brown University Forscher eine Rolle für eine Hirnregion namens Thalamus und zeigen, dass der Zeitpunkt der Gen-Mutation im Thalamus Entwicklung macht einen großen Unterschied in der Schwere der Erkrankung .

TSC kann in Menschen und Mäusen gleichermaßen entstehen, wenn beide Allele (die von Mama und Papa eine Preisempfehlung ) des TSC1 -Gen gelöscht. Eine schlechte Gen ist oft vererbt und der andere sammelt sich eine Mutation einige Zeit während der embryonalen Entwicklung . Dies geschieht zu einem in 6.000 Mitarbeiter.

"Wir wissen nicht, wann während der Entwicklung die Mutationen bei den Patienten auftreten ", sagte Elizabeth Normand, ein Brown Neurowissenschaften Doktorand und führen Autor des Papiers in der Fachzeitschrift Neuron ." Deshalb haben wir beschlossen, zu dem Zeitpunkt, zu suchen. Es kann uns einen Einblick in die Rolle der Gene während der embryonalen Entwicklung zu geben. "

Normand und Berater Mark Zervas , Assistant Professor für Biologie, wollte nicht nur , um den Zeitpunkt zu beurteilen , sondern auch , um die Rolle der Thalamus könnte in einen Beitrag zu den neurologischen Symptomen der Krankheit zu untersuchen. , Beides zu tun , ihr Team gentechnisch eine clevere Maus-Modell , in dem sie sich mit einer Dosis des Medikaments Tamoxifen, löschen Sie beide Allele ausschließlich im Thalamus Neuronen in der Entwicklungsphase ihrer Wahl .

Ihr Interesse an den Thalamus kommt von seiner Rolle beim Aufbau stark, aber komplizierte Verbindungen zum Cortex, das ist, wo die meisten anderen TSC Forscher konzentriert. Wie für Timing, testeten sie die Wirkung der Steuerung Allel -Deletionen am 12. Tag der Schwangerschaft in einigen Mäusen und Tag 18 (kurz vor der Geburt) in andere. Noch wurden andere Mäuse gesund wie experimentelle Kontrollen verlassen .

signifikante Symptome

Insgesamt fanden die Forscher, sie könnte in der Tat erzeugen TSC artigen Verhaltensauffälligkeiten bei den Mäusen , wie Anfälle , durch löschen TSC1 Allele in Entwicklungszellendes Thalamus . Sie fanden auch , dass der Zeitpunkt der Löschung von Bedeutung enorm zu dem Ausmaß der Erkrankung in dem Gehirn , dem Grad der Anomalie , und der Schwere der TSC -ähnliche Symptome .

Die Mäuse, deren Allele wurden am embryonalen Tag 12 gelöscht erging es viel schlechter als die verhaltens Mäusen, deren Allele wurden am embryonalen Tag 18 gelöscht.

Auf zwei Monate alt, die Mäuse mit dem embryonalen Tag 12 Löschung zeigte übermäßige Selbst Pflege bis zu dem Punkt , wo sie erlebt Läsionen. Unter jenen Mäusen , 10 von 11 erlebt Anfälle mit einer durchschnittlichen Rate von mehr als drei pro Stunde.

Die Mäuse, die mit embryonalen Tag 18 Löschung, auf der anderen Seite , erging es besser ohne over- Pflege. Um acht Monate alt , aber vier von 17 der Mäuse hat ausstellen seltenen Anfällen.

Diese Verhaltensunterschiede zu Unterschieden in der die Art und Weise zurückzuführen Gehirne der Mäuse wurde per Kabel an. Ein Vergleich der Hirngewebe von erwachsenen Mäusen - von denen einige die frühen TSC1 Deletionen und von denen ich einige hatten nicht - offenbart Unterschiede in den Verbindungen zwischen dem Thalamus und Cortex und in den elektrischen und physikalischen Eigenschaften des Thalamus Zellen.

"Wir bauen aus den Kerngedanken des Thalamus spielen eine wichtige Rolle bei der Funktion des Gehirns und die zeigen, dass , wenn Sie unterbrechen die Art und Weise , dass die Nervenzellen des Thalamus zu entwickeln , dass Sie einige dieser Verhaltenskonsequenzen wie overgrooming oder Anfälle bekommen", sagte Zervas , der mit dem Brown -Institut für Hirnforschung angegliedert ist .

Das Ausmaß der mutierten Neuronen war viel schwerer in den Mäusen mit den embryonalen Tag 12 im Vergleich zu Tag 18 Mutationen. In embryonalen Tag 12 gelöscht Mäusen beispielsweise gestört das Löschen der wachstumsregulierenden " mTOR " Weg in 70 Prozent der Nervenzellen im Vergleich zu nur 29 Prozent der Nervenzellen in den embryonalen Tag 18 gelöscht Mäusen. Die Störungen in mehreren Bereichen des Thalamus in embryonalen Tag 12 auftrat als bei Tag 18 Mäuse als auch. Die Überaktivität von mTOR im TSC ist es, was produziert die ungewöhnliche Wucherungen um den Körper , auch wenn diese neuen Ergebnisse zeigen, weitere Rollen für den mTOR-Signalwegs in der Entwicklung des Gehirns und Funktion, die Zervas .

In künftigen Arbeiten plant das Team , um die Auswirkungen des Löschens des TSC1 Allel an anderen Tagen während der Entwicklung als auch zu verstehen, ob es einen Schwellenwert von mutierten Neuronen mit mTOR Störung , bei der TSC -ähnliche Symptome beginnen zu entstehen zu studieren.