10月中国科学家连发三篇Science文章

　　

生物通报道：许多世界上的重要科学报道是首先出现在美国Science杂志上的。比如标志性的基因组研究、艾滋病与人类免疫缺陷病毒关系的发现、以及一个来自地球外的撞击导致恐龙灭绝的证据，这些都是首先在Science上刊登出来的具有历史意义的科学进展。

近期中国科学家在Science杂志上接连发表三篇文章，包括：反常性痤疮致病基因，决定偏好行为的神经基础，以及卵母细胞成熟机制。

来自中国科学院生物物理研究所的研究人员发现了果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为，增加这两对神经元的活性会促进幼虫的避光行为，而抑制这两对神经元的活性则能够逆转幼虫的避光行为为趋光行为。这项工作是在偏好行为的神经回路研究中第一次将神经元回路延伸到第三级神经元，为揭示果蝇幼虫光偏好行为乃至于其他偏好行为的神经元机制奠定了重要基础。

偏好行为是动物的最基本行为之一，但是对其神经元回路决定机制的了解却相对很少。在果蝇幼虫的避光行为中，感受光信号的初级感觉神经元和次级视觉信息处理神经元都已经有了一定的了解，但是下游的神经元回路尚不清楚。

这项研究则表明，果蝇脑中两对神经元控制着避光/趋光这两种行为偏好之间的转换。在果蝇幼虫里面如果抑制这两对神经元的活性，那么即使是年幼避光的幼虫也会变得趋光，而如何是激活这两对神经元的活性，则即便是年长的的幼虫也会变得避光。

这两对神经元，也就是所谓的NP394神经元，直接和控制果蝇节律行为的腹侧神经元形成突触并从那里接受输入，而后者则从幼虫的视觉器官（Bolwig’s organ）那里接受输入。功能钙成像的结果表明敲除腹侧神经元以后，NP394神经元对于视觉刺激的反应更加强烈了，这一方面表明NP394神经元确实是和腹侧神经元之间存在着功能上的联系，另外也表明腹侧神经元对NP394神经元起着抑制的作用，而且腹侧神经元并非是视觉信息进入NP394神经元的唯一通道。

来自中国农业大学农业生物技术国家重点实验室证实卵泡中的颗粒细胞表达C-型钠肽而卵丘细胞表达其受体NPR2是控制卵母细胞成熟的重要因子。

现代生物技术在动物繁殖领域及人类辅助生殖的应用中，成熟卵母细胞的质量至关重要。以往研究发现，正常卵巢卵泡中的卵母细胞一直停滞于减数分裂的前期，不能成熟，只有在促性腺激素周期性排卵前峰的作用下才能成熟和排卵。卵母细胞成熟的分子机理是什么？一个多世纪以来，科学家在这方面进行了大量的研究，但始终是未知之谜。虽然上世纪60年代国外就有科学家提出卵巢中分泌一种抑制卵母细胞成熟的物质，但一直没有得到证明。

这项研究利用自发突变小鼠模型开展研究。他们发现，卵泡中的颗粒细胞分泌 C-型钠肽，该物质通过其受体 NPR2产生 cGMP阻止卵母细胞内cAMP的降解，从而抑制了卵母细胞的成熟。只有当周期性促性腺激素峰出现时下调了C-型钠肽的分泌，才能解除其对卵母细胞成熟的抑制，进而引起卵母细胞的成熟和排卵。他们的研究结果证实，C-型钠肽及其受体NPR2缺失将导致卵泡中卵母细胞的提前成熟。

这一研究为揭示卵母细胞成熟的分子机制提供了重要的理论依据；对于揭示促性腺激素精确调控卵母细胞成熟与排卵的同步化，以及雌性的正常受精等机理具有重要的生物学意义；为今后人类卵巢早衰和卵巢多囊症的发病机理研究提供重要的理论参考；同时也为动物高效繁殖技术的应用奠定重要基础。

另外来自中国医学科学院—北京协和医学院的研究人员发现家族性反常性痤疮可由包括早老素-1（presenilin-1）在内的不同?酌-分泌酶亚单位的编码基因发生功能丧失性突变引起。

反常性痤疮又叫毛囊闭锁三联症，是毛囊的一种慢性炎症性疾病，多发于腋下、腹股沟和头面部，主要危害包括形成痛性皮肤脓肿及破相疤痕。此病多发于青春期，严重者日常生活不能自理，一直延续到更年期病情才有可能减轻。目前，此病尚未有根治方法，临床上只是采取局部清洁和外敷药物的办法缓解病情。据统计，此病在人群中的发病率高达1%。

为揭示反常性痤疮的遗传机制，联合小组收集了6个中国人反常性痤疮家系，运用全基因组连锁分析、DNA测序、反转录—聚合酶链反应等方法进行了系列分子遗传学研究。他们首先在两个大家系中发现染色体19q13区域存在一个新的反常性痤疮致病基因位点。在此基础上深入研究发现，这两个家系中致病突变都发生在编码?酌-分泌酶辅因子Pen-2的PSENEN基因，且都是由一个碱基缺失引起的移码突变。在没有PSENEN基因突变的4个家系中，他们发现1个有编码?酌-分泌酶催化亚单位早老素-1的PSEN1基因的移码突变，3个分别有编码?酌-分泌酶辅因子nicastrin的NCSTN基因的无义、移码和剪接突变。

此前人们已经知道PSEN1基因突变可导致早发家族性Alzheimer病（即阿尔兹海默氏病，俗称老年痴呆症）。联合小组的研究结果不但揭示了部分反常性痤疮发生的遗传基础，同时还发现了反常性痤疮与早发家族性Alzheimer病可由同一基因的不同性质突变引起。因此，研究结果对认识Alzheimer病发生的分子机理和研发Alzheimer病治疗药物都有重要参考价值。

（生物通：万纹）