中研院:蛋白不穩定會導致智能障礙
中研院生化所研究團隊的博士生江尚殷(左起)、特聘研究員陳瑞華及副研究員周申如19日發表了對造成自閉症、癲癇及智能障礙的大腦發育研究新突破成果,研究發現人體中的SOX11蛋白不穩定會導致大腦發育異常,並找到穩定SOX11的機制,提出蛋白質穩定與大腦發育密切相關的新觀點,未來可望用於檢測胎兒的大腦發育狀況,進而及早發現甚至預防可能的相關疾病。研究成果已於本月發表於國際期刊《科學進步》(Science Advances)。(鄭任南攝)
中研院研究發現,人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常;生化所研究團隊找到可以穩定SOX11的機制,提出蛋白質穩定大腦發育密切相關的新觀點。
該研究是由中研院生物化學研究所陳瑞華特聘研究員、細胞個體生物學研究所周申如副研究員,雙方跨領域研究發現,成果已於本(2)月12日發表於國際期刊《科學進展》(Science Advances)。
中研院生化所研究團隊19日發表了對造成自閉症、癲癇及智能障礙的大腦發育研究新突破成果。中研院生化所特聘研究員陳瑞華解釋,在大腦發育過程中,研究發現去泛素蛋白USP11可以穩定SOX11蛋白的表現,這穩定機制參與了神經生成以建構正常的神經網路,實驗發現缺乏USP11的老鼠有學習記憶和社交情緒等多重障礙,研究更發現變異後的USP11喪失了穩定SOX11功能,更無法支持大腦正常發育。(鄭任南攝)
大腦皮層掌管感覺、運動、情緒、認知等多項重要功能,其發育涉及複雜過程,包括神經生成、神經細胞移動、組織建構及神經網路形成,任一環節失調便可能造成神經性疾病。
研究團隊發現,遺傳性大腦發育異常、有智能障礙表型的病人曾出現去泛素蛋白USP11變異。實驗發現,雖然小鼠缺少USP11時,SOX11仍可進行基因轉錄,但因其蛋白不穩定,還是會導致大腦發育異常。在行爲學分析(例如:小鼠走迷宮)中,USP11缺失之成鼠確實有學習記憶和社交情緒等多重障礙。
研究團隊發現在大腦發育過程中,USP11可抑制SOX11蛋白的泛素化,進而穩定SOX11的表現。這項穩定機制不但參與了神經生成,也使生成之神經移動到正確位置,以建構正常的神經網路。
陳瑞華表示,「此研究對大腦發育異常所致疾病之診斷和治療提供了新的思考方向,未來也可望用來檢測胎兒的大腦發育狀況。」此外,研究團隊發現變異後的USP11不僅會喪失穩定SOX11的功能,也無法支持大腦正常發育,更凸顯USP11穩定SOX11的作用機制對人類大腦發育的重要性。