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综述:神经发育障碍中的突触紊乱:来自脆性X综合征和Rett综合征的视角
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月22日 来源:Brain and Development 1.5
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这篇综述深入探讨了脆性X综合征(FXS)和Rett综合征(RTT)两种单基因神经发育障碍(NDDs)的突触病理机制,揭示了局部突触异常(如FXS的局部过度连接和RTT的神经元同步性增强)如何导致全局神经环路失衡(如长程连接减弱)。通过对比小鼠模型研究,作者提出“局部-远端连接失衡”可能是NDDs的共同特征,为理解自闭症谱系障碍(ASD)等复杂疾病的机制提供了新视角。
神经发育障碍(NDDs)如自闭症谱系障碍(ASD)常被称为“突触病”,因其核心行为症状源于突触发育和功能的异常。脆性X综合征(FXS)和Rett综合征(RTT)作为两种典型的单基因NDDs,为研究突触紊乱机制提供了理想模型。FXS由FMR1基因沉默导致脆性X信使核糖核蛋白(FMRP)缺失,引发mRNA翻译过度激活;RTT则由MECP2基因突变引起表观调控异常。尽管分子机制不同,两者均表现出突触成熟障碍和神经环路失衡,最终导致相似的认知与行为缺陷。
FXS患者和小鼠模型均显示树突棘形态异常(如细长、未成熟),但动态研究发现成年Fmr1敲除(KO)小鼠的棘体积波动更显著,提示突触稳定性受损。电生理研究进一步揭示局部兴奋性突触过度连接(如多突触支配棘增多)和长程连接减弱(如胼胝体输入减少)并存。这种“局部超连接-远端低连接”模式可能源于FMRP缺失导致的突触修剪障碍和mGluR5信号过度激活。有趣的是,抑制尼古丁胆碱能信号可部分逆转前额叶皮层的连接失衡,提示靶向环路调节的治疗潜力。
RTT患者表现为发育倒退和运动刻板行为,其小鼠模型显示海马和皮层神经元同步性异常增强。尽管Mecp2缺失与重复模型在突触水平表现相反(前者兴奋性输入减少,后者增加),但群体神经元活动均呈现同步化升高。这种矛盾现象可能与抑制性中间神经元(如生长抑素阳性细胞)功能受损有关。深部脑刺激或特异性激活抑制性神经元可改善同步性和记忆缺陷,为干预提供了新思路。
FXS和RTT的研究揭示了局部突触异常如何通过发育累积影响全局环路。例如,早期感觉输入异常可能通过丘脑-皮层连接干扰远端皮层同步化。转录组学发现ASD患者皮层区域特异性基因表达模糊化,提示长程连接缺陷可能导致脑区身份丧失。未来研究需整合突触、环路和转录层面数据,以揭示NDDs的共性病理框架。
(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献支持结论,专业术语如FMRP、MeCP2、mGluR5等均保留原文格式。)
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