作为北卡罗来纳大学教堂山分校的一名博士生,Jane Roberts在研究脆性X全突变时遇到了无法回答的问题。那些有脆性X前突变孩子的家庭想知道他们的孩子会面临什么。
当时,她无法回答关于前突变的问题,但现在作为卡罗来纳杰出教授和卡罗来纳自闭症与神经发育研究中心的执行主任,Roberts能够借助新资助来解答这些问题。
据Roberts称,南卡罗来纳大学在脆性X研究资助方面排名第一。凭借这一成就,Roberts和另外两位教授获得了美国国立卫生研究院卓越中心资助,将进一步推动脆性X研究。在接下来的五年里,超过600万美元将用于研究脆性X如何影响儿童和成人。
“我们将回答很多问题,但也会发现更多问题,”Roberts说。
据Roberts介绍,美国国立卫生研究院为脆性X研究预留了特定资金,称为“脆性X卓越中心”。每五年,全球范围内都会进行竞争以赢得该中心资金,她补充道。
“这非常具有声望,因为每个人都在竞争,能被选为三个中心之一是一项真正的成就,”Roberts说。
脆性X是一个通用术语,涵盖由脆性X信使核糖核蛋白1基因(FMR1)变化引起的多种相关疾病。这包括前突变和全突变,两者在风险和症状上有所不同。
脆性X相关疾病是一些最常见但鲜为人知的神经系统疾病。它们是智力障碍和自闭症最常见的遗传形式。男性和女性都会受到影响,但男性通常症状更严重。
推进脆性X研究
这项资助支持的两项研究将研究整个生命周期的脆性X前突变,由于缺乏资金,没有这项资助就无法继续进行。
第一个项目由Roberts和Arnold公共卫生学院助理教授Abigail Hogan领导,重点关注有前突变幼儿的社交沟通和感觉处理。
第二个项目由Arnold公共卫生学院副教授Jessica Klusek领导,重点关注有前突变的成年女性,包括心理健康和运动方面。
该资助将分五年发放,每年约120万美元。它将用于提出更深入、更广泛的问题,Roberts说。
“这在某种程度上将南卡罗来纳大学定位为在脆性X研究方面非常强大的机构,”Roberts说。
这也是南卡罗来纳大学脑健康研究扩展的一部分。Roberts说,南卡罗来纳大学脑健康扩展涉及多个领域,如阿尔茨海默病、中风和衰老。她和其他教授的工作将主要关注整个生命周期和更年轻的年龄。
“我们的工作是从单基因疾病的角度研究脑健康,以及这些个体是健康还是不健康的结果,这也是脑健康的一部分,”Roberts说。“我们非常关注年轻年龄,但现在我们能够跨越整个生命周期。因此,我们正在回答关于脑健康的问题,这将影响很多个体。”
凭借每年50万美元的标准资助,Roberts能够观察从6个月到3岁的婴儿。然而,在获得中心资助之前,她无法追踪这些孩子超过3岁。
这项资助也被称为多学科资助,因为它汇集了遗传学家、神经学家、言语语言病理学家等多个领域,为需要的人做出发现。
对于Klusek来说,这项资助不仅让她能够开始一项新研究,还能继续做她热爱的事情。
“这项研究不仅仅是我工作的一部分,”她说。“我觉得收集数据并发表研究非常重要,因为人们对它知之甚少。”
什么是脆性X?
当X染色体上的FMR1基因发生突变时,就会导致脆性X相关疾病。
Klusek说,该基因提供制造一种对认知发育重要的蛋白质的指令。这种蛋白质被称为脆性X智力低下蛋白(FMRP)。
这种突变会导致DNA片段扩增,进而导致脆性X前突变或全突变。这种蛋白质的完全丧失可能导致脆性X综合征和其他健康相关风险。
具有前突变的个体也被称为携带者,而具有全突变的个体则患有脆性X综合征。
“因此,当FMRP蛋白减少时,就像在脆性X综合征中一样,它也会影响其他一切,”Klusek说。“这是一个对认知发育非常关键的基因。”
突变的结果
全突变,即脆性X综合征,是一种遗传性遗传疾病,可导致智力残疾和自闭症谱系障碍。尽管它是自闭症的主要遗传原因,但脆性X综合征被认为是一种罕见疾病,在南卡罗来纳州有1625人受到影响。
Roberts说,全突变的主要风险是智力障碍。这包括行为和学习的挑战、身体特征以及自闭症谱系障碍。
然而,脆性X前突变并不被认为是罕见的。
“前突变在美国估计约有150万人,”Roberts说。“南卡罗来纳州有数千人存在前突变。”
Roberts说,具有前突变的携带者可能有一些残疾,也可能完全没有。
“你可能存在轻微的学习障碍、一点注意力缺陷多动障碍、一些焦虑,或者没有,”她说。“但所有这些情况在前突变中都会增加,了解这一点很重要。”
脆性X与儿童
Roberts的研究聚焦于有前突变的幼儿。她只能追踪这些孩子很短的时间。现在,有了这项资助,她可以完成全貌。
“我们没有资金追踪他们超过3岁,”她说。“这项中心研究让我们能够追踪他们在3岁、4岁和5岁时的情况。然后我们将获得更完整的图景。”
四年级神经科学学生Maddie Haynes在Roberts实验室的一个项目中研究神经典型儿童、自闭症谱系障碍儿童和脆性X前突变儿童之间的父母压力水平和亲子关系。
作为神经科学学生,Haynes需要获得研究学分,要么自己进行研究,要么修读提供学分的课程。在选修了Roberts实验室工作人员教授的课程并认识那里的人后,她决定报名参加。
在那里,Haynes通过视频重点编码婴儿和母亲一起玩耍的行为。她能够观察母亲和婴儿之间的互动,并准确编码互动。
“我根据他们合作得如何、一起玩得如何、是否有任何紧张感来编码,”Haynes说。“也许他们彼此不自在,然后你将它们关联起来,看看是否有任何趋势,可能在这些有脆性X前突变的孩子或只是神经典型的孩子之间。”
Haynes说,在实验室里,其他人正在研究呼吸频率、心率和婴儿语言。
“有这么多不同的部分,它们都协同工作,最终可能展示出这个更大的图景,这真的很酷,”Haynes说。
脆性X与成人
Klusek由该资助支持的研究基于一种与年龄相关的疾病——脆性X相关震颤/共济失调综合征(FXTAS),该综合征与前突变携带者相关。通过这项研究,Klusek将能够更多地了解女性中的这种综合征,而女性在历史上一直被排除在这些研究之外。
“我在中心资助中的项目将试图找出有多少百分比的前突变女性会发展为FXTAS,”Klusek说。“有哪些前兆?我们能否预测谁有风险,无论是遗传风险因素还是临床风险因素?”
作为携带者,一个人可能在晚年患上脆性X相关震颤/共济失调综合征。这是一种与年龄相关的疾病,与携带者身份相关。运动衰退、平衡问题、震颤、认知衰退和可能的痴呆都是这种综合征的症状。
然而,脆性X相关震颤/共济失调综合征在有脆性X前突变的男性中比女性更常见,因为男性和女性之间存在遗传差异。女性携带两条X染色体,第二条X染色体往往会稍微补偿,Klusek说。
由于女性大多被排除在研究之外,人们不知道女性是否会患上脆性X相关震颤/共济失调综合征。
“许多女性携带者曾照顾过她们的父亲,这些父亲也是携带者并发展为FXTAS,她们是照顾者,所以她们见过这种情况,”Klusek说。“然后她们在脑海中想,‘这会发生在我身上吗?我也是携带者。’我们只是没有数据。”
然而,她希望通过这些研究,更多信息可以提供给那些正与症状作斗争的女性,并且她们能得到所需的支持。
Klusek还将继续追踪她已追踪长达10年的同一组女性。这些女性参与了她进行的不同研究,所有研究都涉及成为携带者的老年女性。
“如果她们愿意继续,我们会继续追踪她们,”她说。“这非常重要,因为我认为关于衰老和女性携带者,我们还有很多不了解。”
对于Roberts来说,能够回答这些关于前突变的问题意味着在科学和研究方面都取得了进展。
“我们将得到的答案将真正转化为实际应用,帮助人们获得更多信息,从而为自己和家人做出最佳选择,”Roberts说。
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