《eLife》：促进神经遗传学进展的病例

最近，由于康涅狄格州立大学健康中心一名一两个月大的患者，可能会促进神经遗传学的进展，这项研究第一次在人类中将连接蛋白通道、二氧化碳和呼吸联系起来。相关研究结果将发表在最新一期的《eLife》杂志。

　　

《eLife》：促进神经遗传学进展的病例
http://medicalxpress.com/news/2014-11-tiny-patient-prompts-advance-neuro-genetics.html

生物通报道：深吸一口气，屏住呼吸。继续等待……等待……不要呼吸……感觉到你肺在燃烧吗？

这是你的大脑告诉你要呼吸。或者说，是脑干中的一小群细胞告诉你要呼吸。这些细胞可以感觉到你血液中的二氧化碳积聚，部分是由于一种称为连接蛋白（connexin）的蛋白质。二氧化碳附着于连接蛋白，然后刺激细胞发出“是呼吸的时候了！”的信号。神经元放电，你的隔膜向下移动，你开始吸气。

婴儿在子宫内就开始呼吸，起初，吸气和呼气不规则，然后逐渐越来越多，直到有一天，当他们出世时，就要一直这样做。但是早产儿有时候会有麻烦。他们偶尔停止呼吸，有时一次20或30秒。有时候他们很好，但有时候他们不好，医生要努力帮助他们。

然而，由于康涅狄格州立大学健康中心一名一两个月大的患者，这种情况可能很快就会改变，这名小患者携带一种罕见的连接蛋白突变。

这名患者仅仅两个月大，耳聋、失明、覆盖着厚厚的、革质的开裂皮肤。他有奇怪的、紊乱的呼吸，使其氧气水平过低。因为他的皮肤问题，他被送到康涅狄格大学健康中心，但是新生儿研究主任Naveed Hussain为这名婴儿的呼吸困难感到吃惊。早产婴儿往往有呼吸困难，但是两个月大的孩子却很少见。

Hussain开始寻求关于孩子的突变的信息，这个突变位于基因组的一个点上，称为连接蛋白。相关的突变已知可导致耳聋、失明或皮肤问题。但是没有人曾报道过呼吸紊乱，至少在人类中没有。所以Hussain开始阅读关于具有连接蛋白突变的动物的资料。他发现，UConn生理学和神经生物学副教授Daniel Mulkey，曾经在大鼠中研究了这种类型突变相关的呼吸中断。Hussain希望Mulkey能够对这名患者的治疗有所建议，因此给他致电。

Mulkey很好奇。他知道，一个共同的连接蛋白突变，可完全阻断蛋白质的表达。具有这个突变的一个副本是遗传性耳聋的一个常见原因；在出生前就具有两个副本，则是致命的。但是Hussain的这名患者具有一个正常的副本，和一个connexin26突变。那么他为什么会如此糟糕？

Mulkey 要求Nick Dale——华威大学一名连接蛋白研究专家，在人类星形胶质细胞中表达connexin26突变。星形胶质细胞是大脑中最丰富的细胞，具有很多功能，包括给神经元发信号。Dale发现，具有connexin26突变的星形胶质细胞，不能结合二氧化碳。这种特定的连接蛋白突变是显性的，可抑制正常蛋白质的表达。这种突变的细胞忽视了危险的高二氧化碳水平，这几乎可以解释婴儿的呼吸紊乱。这也是第一次在人类中将连接蛋白通道、二氧化碳和呼吸联系起来。这项研究将发表在最新一期的《eLife》杂志。

当Dale和Mulkey在研究突变对人体细胞影响的时候，Hussain开始回顾这名患者的呼吸模式，试图了解是否有任何事情，能够给出一个坏呼吸事件的预兆。目前，关于新生儿呼吸模式的医学文献，没有太多，Hussain和他的同事们开始怀疑，是否他们做的是正确的事情。他邀请Mulkey和Xinnian Chen（UConn生理学和神经生物学常驻助理教授，专门从事生物信号处理），来检查这些记录。

Hussain说：“他们指出了我们在医院没有注意到的东西。我们邀请他们到我们的一次会议上发言，与同行进行讨论，提出是否我们可能做出更多的婴儿呼吸模式，来帮助他们。”

Chen开始仔细筛选数据，研究正常呼吸、不良呼吸的记录，最重要的是，在一次坏的呼吸事件开始之前几分钟进行录音。她正在寻找可以作为警示标志的微妙变化。

目前为止她的发现具有提示性。看起来健康的呼吸节奏类似于健康的心跳。他们偶然都有轻微的波动和变化。心脏节律已经得到了广泛的研究，心脏病学家知道，如果心脏开始跳动的过分简单规则，在接下来的时间可能会心脏病发作。在Hussain的帮助下，该研究小组收集了更多早产儿的记录，并开发出一种算法，最终应该能够确定一名婴儿的呼吸模式下降的时候。

不幸的是，这些结果不能帮助Hussain的病人，但是研究人员希望他们的早期预警系统，可以拯救其他婴儿，在患者陷入严重麻烦之前，提醒医护人员注意危险的呼吸模式。

（生物通：王英）

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Tiny patient prompts advance in neuro-genetics
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