科学家发现了一个能强迫个体观念与行为的基因

　　

据2002年1月3日出版的Neuron.报道：参与哺乳动物躯体发育构造的基因也似乎控制了小鼠的梳理行为.研究人员发现当敲除掉小鼠体内某个与该基因特异性相关的同源基因(Hox)后,小鼠变得过分的爱梳理自己,并形成毛发秃斑以及皮肤创伤.这项发现暗示了这一大类同源基因家族在担负着控制个体发育的同时,也有可能在成年动物大脑中起着调节行为状态的作用,对其的研究也会为我们从遗传学基础上解释发生在人身上的某些强制性行为提供许多重要的见解.

美国Howard Hughes医学研究所的研究员Mario R.Capecchi和他的同事,均来自于尤他大学医学院的Joy M.Greer在2002年1月3日出版的Neuron.杂志中阐述了这项发现.

Greer和Capecchi构建了二种都丧失了功能性Hoxb8基因,但来源于不同品系的转基因鼠.与其他Hox基因一样, Hoxb8能编码一种转录因子,来调控其他基因的活性.另一批研究Hoxb8基因敲除小鼠的科研人员发现此类基因缺陷小鼠会表现出肋骨和头盖骨处神经发育的畸形,其延伸反射也有一定的损伤.另外,其中的某些小鼠还会发生自残行为.但他们认为此种病症可能是由于小鼠感知痛觉能力的丧失所引起的,而非其自身行为的不正常.

不过Greer和Capecchi发现,在这些科研人员所构建的基因敲除小鼠中,虽然Hoxb8基因被完全剔除了,但附近其他Hox基因也受到了一些破坏.当Greer和Capecch试验只去除Hoxb8基因活性的小鼠时,上述生理畸形并未出现,小鼠只表现出不正常的梳理行为.

“我们观察到这些小鼠似乎在不停的梳理并嘶咬自己的毛发,最后留下了皮肤损伤.” Capecch说道,“我们推断这些小鼠可能在中枢神经而不是外周神经系统中存在缺陷.于是,Joy Greer开始用摄象机记录下它们的行为状态以便作近一步的分析.”

录象带显示,这批Hoxb8基因敲除小鼠比正常小鼠更为频繁地梳理自身的毛发,梳理所花费的时间也比正常的多出一倍.它们还十分喜欢梳理关在同一笼里的其他正常的小鼠.

“这些正常小鼠的梳理行为并不与那一类被称为‘为同伴理发’的行为方式相同. ‘为同伴理发’是小鼠所特有的一种行为举止,表现为小鼠为同伴拔胡须.” Capecch说道,“ 为同一笼里的伙伴梳理也证实了这些基因敲除小鼠并不是因为患了皮肤性疾病,如皮肤搔痒而去梳理自己的.”

此外,他们还发现当利用水雾笼罩来诱导小鼠发生梳理行为时,突变型小鼠也会表现的比野生型小鼠多得多.同样的非正常性梳理行为也发生在另一品系的Hoxb8基因敲除小鼠身上,这进一步证明了单单Hoxb8基因就会影响此种畸形行为的产生.

为了了解Hoxb8基因是如何控制梳理行为的, Greer和Capecchi首先对成年小鼠大脑中表达这种基因的部位进行了分析.“我们发现了Hoxb8基因表达方式中二个重要的方面,” Capecchi说道.“首先,它能够在某一类称为‘强制观念与行为疾病脑电路(OCD circuit)’的大脑区域中进行表达,对患此种疾病病人所进行的临床磁共震显示,这一区域表现为功能上的不正常.我们还发现这种基因在中枢神经系统区域也有所表达,通常这个区域是参与小鼠自身正常梳理行为的地方.

“因此,我们相信, Hoxb8基因可能在维持正常梳理行为的同时,还具有对该行为进行控制和调节的作用.” Capecchi说道.

Capecchi推测Hoxb8基因在体内可能担负着多重作用.“虽然这些基因在初期对于支配动物躯体发育构造的计划十分重要,但我们猜测到了成年期,它们被个体所霸占来行使其他的一些功能.” Capecchi说道, “至于Hoxb8基因在神经系统中所可能具有的多种效应,我们并不感到奇怪,因为在早期进化中, 它就扮演着参与神经发育的角色,而这些功能在成年期也很容易转变为对神经的控制和调节.” Capecchi同时强调说,这类 Hoxb8基因敲除小鼠所表现出来的非正常性梳理行为也为研究人的强迫观念与行为性疾病提供了一个有用的实验模型.

“特别是对于拔毛发癖这类疾病(临床表现为患者非正常性的拉扯自己的毛发),我们相信Hoxb8基因可能就是罪傀祸首.” Capecchi说道, “现在我们正在收集此类患者的DNA样本,以检测他们是否含有突变的Hoxb8基因.”

到底是Hoxb8基因的缺失是引起上述脑电路区域的畸形发育,还是说脑电路本身发育正常,但到了成年阶段,它需要依靠Hoxb8基因来指导其行使正常的功能? Capecchi说,他的实验室还将对此进行更为深入,细致的研究.