俄勒冈健康与科学大学的研究人员发现了一个基因，该基因在大脑形成神经周围保护层称为髓鞘的能力中起着关键作用，这可能会为治疗一种罕见的儿童疾病和更常见的疾病如多发性硬化症打开新的大门。
这项研究今天发表在《美国国家科学院院刊》上，显示了跨膜蛋白63A基因，或称TMEM63A，在婴儿低髓鞘化白质营养不良症19型（HLD19）中起着主要作用，这是一种影响儿童早期大脑发育的罕见遗传疾病。患有这种病的儿童由于缺乏髓鞘（神经细胞周围的保护层），通常表现出发育迟缓、协调问题和其他神经系统症状。
在这项新研究中，研究人员使用小鼠和斑马鱼模型展示了失活TMEM63A基因如何导致早期髓鞘形成缺陷，这与HLD19患儿的症状非常相似。该研究还解释了导致HLD19的大多数基因变化如何可能阻止该基因正常工作。
俄勒冈健康与科学大学Vollum研究所的助理科学家、资深作者Swetha Murthy博士表示：“希望我们理解这个基因如何促进髓鞘形成后，可以开发出恢复或促进髓鞘形成的疗法——不仅针对这种罕见疾病，也包括多发性硬化症等疾病。”
Murthy表示：“我们的研究确定TMEM63A是中枢神经系统髓鞘形成的关键调节因子。这一发现不仅加深了我们对HLD19的理解，还提供了强大的新模型来指导相关神经系统疾病未来治疗策略。”
在早期报告将TMEM63A与HLD19患儿联系起来后，Murthy对这个基因产生了兴趣。
她对这个基因作为机械敏感离子通道的角色感到好奇——一种帮助细胞响应机械信号的蛋白质。她与Vollum研究所的联合主任兼资深科学家Kelly Monk博士，以及俄勒冈健康与科学大学医学院神经科学研究Warren杰出教授兼神经病学副教授Ben Emery博士合作。
Monk和Emery都研究髓鞘的作用，尽管角度不同。
Emery表示：“长期以来人们都知道髓鞘形成细胞利用物理线索（如单个神经纤维的大小）来决定在何处形成髓鞘，但它们如何感知这些线索仍然是个谜。Swetha是研究帮助细胞感知周围物理世界的蛋白质专家，所以当她被招募到俄勒冈健康与科学大学时，我们非常兴奋能够与她合作解决这个问题。这种合作有助于我们理解一种重要的儿童疾病的基础，这使它更加令人满意。”
虽然TMEM63A在髓鞘生产中的作用以前未知，但新研究显示，TMEM63A对神经系统的正常发育至关重要。
Murthy表示：“这个基因感知机械压力——这是一种在髓鞘形成背景下被忽视的生物信号。我们现在展示了这些机械信号可能是髓鞘产生细胞正确包裹神经纤维所必需的。这为我们提供了一个全新的角度来理解和潜在治疗脱髓鞘疾病。”
髓鞘对于神经细胞之间快速、高效的通信至关重要。婴儿期的脱髓鞘会导致白质营养不良症，如HLD19，而类似的过程则是多发性硬化症的基础，根据国家多发性硬化症协会的数据，这种疾病影响着全球超过280万人。
Murthy表示：“我们已经证明，这个基因对髓鞘的影响不仅是真实的——它在物种间是保守的，包括斑马鱼和小鼠。这为我们提供了强大的模型来进一步研究疾病并筛选潜在的药物疗法。”
研究团队现在计划深入研究该基因如何调节髓鞘形成背后的复杂细胞机制。这包括识别可能与它一起帮助髓鞘形成细胞感知大脑周围物理环境的其他蛋白质。
Murthy补充道：“我们正处于一个新的研究方向的起点。我们想了解这个基因在髓鞘形成过程中的确切步骤——以及该过程是否可以用药物靶向。如果是这样，它可能会重塑我们治疗罕见白质营养不良症和更常见疾病如多发性硬化症的方式。”
这项研究是俄勒冈健康与科学大学Murthy、Monk和Emery实验室之间独特合作的结果，结合了分子生物学、遗传学、模式生物和生理学的专业知识。
Murthy表示：“这种工作只能在像俄勒冈健康与科学大学这样高度协作的环境中进行。我们的团队汇集了不同的视角来解决一个具有挑战性和意义的问题。想到这可能对患者产生的长期影响，我们感到非常兴奋。”
除了Murthy、Monk和Emery，俄勒冈健康与科学大学的共同作者还包括：Julia Halford博士、Amanda Senatore硕士、Sage Berryman学士、Antonio Muñoz学士、Destinee Semidey学士、Ryan Doan博士、Adam Coombs学士、Katie Emberley学士和Brandon Noimany。
这项研究得到了McKnight神经科学基金会、俄勒冈健康与科学大学Silver Family基金会、Laura基金会和美国国立卫生研究院下属的国家神经疾病和中风研究所的资助，资助编号为R01NS120651。内容完全由作者负责，不一定代表NIH或其他资助者的官方观点。
俄勒冈健康与科学大学涉及动物实验的所有研究必须经过大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）的审查和批准。IACUC的首要任务是确保动物实验对象的健康和安全。IACUC还审查程序以确保与动物一起工作的人员的健康和安全。IACUC对所有动物研究提案进行严格审查，以确保它们展示科学价值并证明使用活体动物的合理性。
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