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2017年5月28日

中大学者揭示神经细胞发育新机制为治疗小脑萎缩症开拓新方向

2017年5月28日
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中大生命科学学院关健明教授(左)及吕雅珠为小脑萎缩症的分子病理学提供崭新的研究方向。

关教授及其团队发现Lhx1和Lhx5基因会影响浦金氏神经细胞的发育, 而大部份小脑萎缩症个案都是因小脑中的浦金氏神经细胞发育缺陷而导致。

香港中文大学(中大)生命科学学院关健明教授及其研究团队和合作者最近揭示了神经细胞发育的遗传调控新机制,为小脑萎缩症的分子病理学提供崭新的研究方向,更可能有助发展相关的治疗方案。此项研究结果最近在国际著名学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上发表。 

小脑萎缩症是一种罕见的神经系统疾病,病征包括四肢失调、肢体颤动和身体失去平衡。遗传性小脑萎缩症在全世界的发病率估计约为每100万人口约1至100宗,现时香港约有300多人患有此症。小脑在中枢神经系统中扮演著运动协调中心的角色,而大部份小脑萎缩症个案都是因小脑中的浦金氏神经细胞(Purkinje cell)发育缺陷而导致。在小脑中,浦金氏神经细胞通过其树突(dendrites)来接收其他不同神经细胞的信号,如果浦金氏神经细胞的树突发展有缺陷,便会破坏小脑神经细胞之间的通讯,引致四肢运动失调。因此,研究浦金氏神经细胞发育的遗传调控机制是了解小脑萎缩症个中病理的重要关键。 

在是次研究中,关教授及其团队发现了两个调节浦金氏神经细胞树突发展的关键基因──转录因子Lhx1和Lhx5──缺少此两个基因会引致浦金氏神经细胞的树突产生缺陷。在小鼠实验中,Lhx1和Lhx5突变会令小鼠出现小脑萎缩症的征状。此外,研究显示Lhx1和Lhx5可以激活丝状肌动蛋白的调节蛋白(Espin)的表达,从而控制丝状肌动蛋白在浦金氏神经细胞树突中的定位,影响树突的成长及树突棘的成形。研究人员在小鼠体外测试中发现,透过增加Espin的表达量,可令有缺陷的浦金氏神经细胞的树突发展回复正常。 

关教授解释:「这是科学界首次发现转录因子可以直接透过调控Espin蛋白来控制浦金氏神经细胞结构的形成。因此,我们相信Espin蛋白可能是治疗小脑萎缩症的关键因素之一。下一步我们将进行小鼠活体试验,看看增加其小脑的Espin表达量是否可以减轻活鼠的小脑萎缩症征状。」 

是次研究由关健明教授领导,其他合作成员包括中大生命科学学院姜里文教授、医学院妇产科学系黄志超教授、生物医学学院容永豪教授、以及香港大学黄建东教授,并获得大学教育资助委员会研究资助局优配研究金、协作研究金、卓越学科领域计划,食物及卫生局医疗卫生研究基金的拨款,以及中大细胞及发育生物学研究中心和农业生物技术国家重点实验室伙伴实验室 (香港中文大学)的支持。 

关健明教授简历

关健明教授现为中大生命科学学院副教授及理学院自然科学课程主任。关教授于香港大学取得学士及博士学位,并于美国德州大学安德森癌症中心担任博士后研究员。自2006年开始,关教授便致力研究小脑神经细胞发展的基因调控,及其与小脑萎缩症的关系。关教授于2006年加入中大,2008年获中大青年学者研究成就奖,并分别于2009及2013年获得中大理学院杰出教学奖。

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中大生命科学学院关健明教授(左)及吕雅珠为小脑萎缩症的分子病理学提供崭新的研究方向。

 

关教授及其团队发现Lhx1和Lhx5基因会影响浦金氏神经细胞的发育, 而大部份小脑萎缩症个案都是因小脑中的浦金氏神经细胞发育缺陷而导致。