科学家通过补充缺失分子，修复唐氏综合征大脑回路

这项研究是在实验室小鼠而非人体中进行的，因此离成为临床治疗手段尚有距离。即便如此，研究人员发现，给予多效生长因子可改善大脑发育完成后成年小鼠的脑功能。这相比早期旨在强化唐氏综合征相关脑回路、需在孕期极窄窗口期内干预的策略，具有潜在优势。

“该研究非常令人兴奋，因为它证实了我们可以靶向星形胶质细胞——大脑中一种专门分泌突触调节分子的细胞类型——来重塑成年时期的大脑回路，” 研究人员阿什利·N·布兰德比拉博士表示。她在索尔克生物研究所期间参与了该研究团队，现就职于弗吉尼亚大学医学院。“这离人类应用还很遥远，但它给了我们希望，即分泌分子可以通过有效的基因疗法或潜在的蛋白质输注来改善唐氏综合征患者的生活质量。”

### 了解唐氏综合征及其健康影响
美国疾病控制与预防中心数据显示，唐氏综合征在美国每640名新生儿中约有1例。它源于发育过程中的细胞分裂错误，可能伴随发育迟缓、多动、寿命缩短，以及更高的健康问题风险，包括心脏缺陷、甲状腺问题、听力或视力障碍等。

索尔克生物研究所的尼古拉·J·艾伦博士带领科学家团队，通过研究唐氏综合征小鼠模型脑细胞内的蛋白质，旨在深入了解该疾病的致病因素。他们聚焦于多效生长因子，因其在大脑发育关键阶段通常高水平存在，在构建突触（神经细胞间的连接）、塑造轴突和树突（帮助神经元发送和接收信号）方面发挥重要作用。研究人员还注意到，唐氏综合征患者体内的多效生长因子水平降低。

为测试恢复多效生长因子是否能改善脑功能，团队使用了一种名为病毒载体的工程病毒将其递送到正确位置。病毒通常与流感等疾病相关，但研究人员可对其进行改造，使其不引发疾病，转而携带有益物质。在本研究中，病毒被去除有害成分，并装载了有益的“ cargo ”——多效生长因子，以便将该分子直接递送到细胞内。

### 星形胶质细胞、突触与大脑可塑性
科学家报告称，向星形胶质细胞（大脑中的一种主要细胞类型）提供多效生长因子产生了显著效果。其中，海马体（参与学习和记忆的脑区）的突触数量增加。研究团队还观察到大脑“可塑性”增强——即创建或调整支持学习和记忆的连接的能力。

“这些结果表明，我们可以利用星形胶质细胞作为载体，向大脑递送诱导可塑性的分子，” 艾伦说。“这有朝一日或能让我们重塑有缺陷的连接，改善大脑功能。”

### 更广泛意义与后续步骤
研究人员强调，多效生长因子不太可能是唐氏综合征脑回路问题背后的唯一因素，还需更多研究以了解多种致病因素。尽管如此，他们认为研究结果证实了该方法本身的可行性，且最终可能不仅对唐氏综合征有帮助，还可能惠及其他神经系统疾病。

“星形胶质细胞可递送分子以诱导大脑可塑性的观点，对许多神经系统疾病都有启示，包括脆性X综合征等其他神经发育障碍，甚至可能包括阿尔茨海默病等神经退行性疾病，” 布兰德比拉表示。“如果我们能弄清楚如何‘重编程’异常的星形胶质细胞，使其递送突触生成分子，就能对多种疾病状态产生极大的有益影响。”

布兰德比拉在索尔克完成博士后培训后，计划在弗吉尼亚大学健康科学中心继续这一研究方向。她目前是弗吉尼亚大学脑研究所、神经科学系及脑免疫学与神经胶质细胞中心（BIG Center）的成员。

### 研究发表与资金支持
该研究结果发表在《细胞报告》（Cell Reports）期刊上，文章为开放获取模式，可免费阅读。研究团队成员包括布兰德比拉、阿德里安·波米耶、奎因·N·阿斯贝尔、陶涛、玛丽埃尔·克里斯汀·B·米凯尔、谢林·桑切斯和艾伦。科学家们声明在这项工作中没有经济利益关联。

该研究得到了陈·扎克伯格倡议和美国国立卫生研究院国家神经疾病与中风研究所的支持（资助编号：F32NS117776）。