唐氏综合症的学习和记忆问题与基因组“暗物质”的改变有关

Snhg11是在基因组的“暗物质”中发现的一种基因，它的活性对海马体中神经元的功能和形成至关重要，特别是在一个对学习和记忆至关重要的区域。研究人员发现，在拥有3个21号染色体的大脑中，这种基因活性较低，而21号染色体会导致唐氏综合症，可能会导致唐氏综合症的智力残疾。研究人员计划进行进一步的研究，以发现所涉及的确切作用机制，这些信息可能为新的治疗干预开辟潜在的途径。这一发现是通过研究唐氏综合症小鼠模型和人类捐赠者提供的组织得出的。他们今天发表在《分子精神病学》上。

　　

基因组调控中心(CRG)的研究人员发现，Snhg11基因对海马神经元的功能和形成至关重要。用老鼠和人体组织进行的实验显示，该基因在唐氏综合症患者的大脑中活性较低，这可能导致唐氏综合症患者出现记忆缺陷。研究结果发表在今天的《分子精神病学》杂志上。

传统上，基因组学的重点是蛋白质编码基因，而人类的蛋白质编码基因只占整个基因组的2%左右。其余的是“暗物质”，包括大量不产生蛋白质的非编码DNA序列，但它们在调节基因活动、影响遗传稳定性以及导致复杂性状和疾病方面的作用日益得到认可。

Snhg11是在“暗物质”中发现的一个基因。它是一种长链非编码RNA，一种特殊类型的RNA分子，由DNA转录而来，但不编码蛋白质。非编码rna是正常生物过程的重要调节因子，它们的异常表达以前与人类疾病(如癌症)的发展有关。该研究首次证明非编码RNA在唐氏综合征的发病机制中起着关键作用。

唐氏综合症是一种遗传疾病，由21号染色体的额外拷贝引起，也被称为21三体。这是导致智力残疾最常见的遗传原因，据估计全球有500万人受到影响。患有唐氏综合症的人有记忆和学习问题，这些问题以前与海马体异常有关，海马体是大脑中参与学习和记忆形成的部分。

这种基因在齿状回中特别活跃，齿状回是海马体的一部分，对学习和记忆至关重要，也是大脑中少数几个终生不断产生新神经元的区域之一。我们发现异常表达的Snhg11导致神经发生减少和可塑性改变，这在学习和记忆中起着直接作用，因此表明在智力残疾的病理生理学中起着关键作用，”csamar Sierra博士说，他是该论文的第一作者。

作者研究了基因组成与人类唐氏综合症相似的小鼠模型的海马体。海马体有许多不同的细胞类型，这项研究旨在了解额外的21号染色体是如何影响这些细胞的。

研究人员从脑细胞中分离出细胞核，并使用一种称为单核RNA测序的技术来观察每个细胞中哪些基因是活跃的。最引人注目的发现之一是在齿状回细胞中，研究人员在那里发现了Snhg11表达的重要减少。研究人员还发现，在患有21三体的人类死后大脑的相同类型的组织中，Snhg11的水平较低，表明与人类病例的相关性。

为了了解Snhg11表达减少对认知和大脑功能的影响，研究人员通过实验降低了健康小鼠大脑中该基因的活性。他们发现，低水平的Snhg11足以降低突触可塑性，即神经元连接随时间增强或减弱的能力。突触可塑性对学习和记忆至关重要。它还降低了老鼠产生新神经元的能力。

为了了解他们的发现对现实世界的影响，研究人员还对老鼠进行了各种行为测试。这些实验证实，低水平的Snhg11导致了与唐氏综合症相似的记忆和学习问题，表明该基因调节着大脑功能。

Snhg11先前与不同类型癌症的细胞增殖有关。研究人员计划进行进一步的研究，以发现所涉及的确切作用机制，这些信息可能为新的治疗干预开辟潜在的途径。他们还将探索其他涉及长链非编码rna的基因，其中许多尚未被发现，是否也可能导致智力残疾。

“有许多干预措施可以帮助唐氏综合症患者独立生活，但只有少数是药理学的。这篇论文的合著者、基因组调控中心细胞与系统神经生物学实验室的组长玛拉·迪尔森博士说:“像这样的研究有助于为找到有助于提高记忆力、注意力和语言功能的策略奠定基础，或者防止与衰老相关的认知能力下降。”