在Fmr1基因敲除 Rat中，轴突初始段的发育异常与电路功能紊乱及Kv7钾通道功能障碍之间存在关联

《Communications Biology》：Altered axonal initial segment development links circuit and Kv7 dysfunction in an Fmr1 knockout rat

　　

摘要

脆性X综合征（FXS）是导致智力障碍和自闭症的主要单基因原因，然而该疾病中海马区基本神经回路特征在发育过程中的变化机制仍不清楚。本研究利用离体电生理学、药理学、成像和生化技术，观察了出生后第12–15天以及6–10周的雄性Fmr1基因敲除大鼠的CA1锥体神经元。结果显示，在出生后第12–15天的敲除神经元中，持续放电能力受损、动作电位逐渐变宽，并且活性依赖性的突触囊泡再生成过程增强；这些缺陷在6–10周时有所恢复。这些现象与Kv7通道的功能障碍有关，因为Kv7通道的激活改变了野生型（WT）神经元和Fmr1基因敲除神经元的动作电位动态及神经传递过程。Fmr1基因敲除并不是直接改变Kv7通道的功能，而是影响轴突起始段（AIS）的发育，导致Kv7通道的功能丧失。这些发现表明，Kv7通道功能的改变可能是FXS早期、短暂的神经功能障碍的原因，并强调了轴突起始段发育异常可能带来的深远功能影响。