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2017年5月28日

中大學者揭示神經細胞發育新機制為治療小腦萎縮症開拓新方向

2017年5月28日
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中大生命科學學院關健明教授(左)及呂雅珠為小腦萎縮症的分子病理學提供嶄新的研究方向。

關教授及其團隊發現Lhx1和Lhx5基因會影響浦金氏神經細胞的發育, 而大部份小腦萎縮症個案都是因小腦中的浦金氏神經細胞發育缺陷而導致。

香港中文大學(中大)生命科學學院關健明教授及其研究團隊和合作者最近揭示了神經細胞發育的遺傳調控新機制,為小腦萎縮症的分子病理學提供嶄新的研究方向,更可能有助發展相關的治療方案。此項研究結果最近在國際著名學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)上發表。 

小腦萎縮症是一種罕見的神經系統疾病,病徵包括四肢失調、肢體顫動和身體失去平衡。遺傳性小腦萎縮症在全世界的發病率估計約為每100萬人口約1至100宗,現時香港約有300多人患有此症。小腦在中樞神經系統中扮演著運動協調中心的角色,而大部份小腦萎縮症個案都是因小腦中的浦金氏神經細胞(Purkinje cell)發育缺陷而導致。在小腦中,浦金氏神經細胞通過其樹突(dendrites)來接收其他不同神經細胞的信號,如果浦金氏神經細胞的樹突發展有缺陷,便會破壞小腦神經細胞之間的通訊,引致四肢運動失調。因此,研究浦金氏神經細胞發育的遺傳調控機制是了解小腦萎縮症箇中病理的重要關鍵。 

在是次研究中,關教授及其團隊發現了兩個調節浦金氏神經細胞樹突發展的關鍵基因──轉錄因子Lhx1和Lhx5──缺少此兩個基因會引致浦金氏神經細胞的樹突產生缺陷。在小鼠實驗中,Lhx1和Lhx5突變會令小鼠出現小腦萎縮症的徵狀。此外,研究顯示Lhx1和Lhx5可以激活絲狀肌動蛋白的調節蛋白(Espin)的表達,從而控制絲狀肌動蛋白在浦金氏神經細胞樹突中的定位,影響樹突的成長及樹突棘的成形。研究人員在小鼠體外測試中發現,透過增加Espin的表達量,可令有缺陷的浦金氏神經細胞的樹突發展回復正常。 

關教授解釋:「這是科學界首次發現轉錄因子可以直接透過調控Espin蛋白來控制浦金氏神經細胞結構的形成。因此,我們相信Espin蛋白可能是治療小腦萎縮症的關鍵因素之一。下一步我們將進行小鼠活體試驗,看看增加其小腦的Espin表達量是否可以減輕活鼠的小腦萎縮症徵狀。」 

是次研究由關健明教授領導,其他合作成員包括中大生命科學學院姜里文教授、醫學院婦產科學系黃志超教授、生物醫學學院容永豪教授、以及香港大學黃建東教授,並獲得大學教育資助委員會研究資助局優配研究金、協作研究金、卓越學科領域計劃,食物及衞生局醫療衞生研究基金的撥款,以及中大細胞及發育生物學研究中心和農業生物技術國家重點實驗室夥伴實驗室 (香港中文大學)的支持。 

關健明教授簡歷

關健明教授現為中大生命科學學院副教授及理學院自然科學課程主任。關教授於香港大學取得學士及博士學位,並於美國德州大學安德森癌症中心擔任博士後研究員。自2006年開始,關教授便致力研究小腦神經細胞發展的基因調控,及其與小腦萎縮症的關係。關教授於2006年加入中大,2008年獲中大青年學者研究成就獎,並分別於2009及2013年獲得中大理學院傑出教學獎。

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中大生命科學學院關健明教授(左)及呂雅珠為小腦萎縮症的分子病理學提供嶄新的研究方向。

 

關教授及其團隊發現Lhx1和Lhx5基因會影響浦金氏神經細胞的發育, 而大部份小腦萎縮症個案都是因小腦中的浦金氏神經細胞發育缺陷而導致。