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  中科院上海生命科学研究院神经科学研究所张旭研究组有关成纤维细胞生长因子13B(FGF13B)调控大脑与智力发育的新发现,近日发表在国际著名学术期刊《细胞》上。该成果揭示了FGF13基因与X-连锁智力障碍的密切相关性,对理解研究大脑发育调控机制和儿童智力障碍具有重要意义。

  大脑皮层和其边缘叶的组成部分海马是形成学习与记忆等脑功能的关键脑区。人类X染色体基因缺陷或变异(X-连锁智力障碍综合症)会导致大脑发育迟滞,造成儿童智力发育障碍。FGF13基因位于X染色体,以往的病例研究提示FGF13基因缺陷可能与X-连锁智力障碍有关,但已有研究对FGF家族成员所知甚少。

  在张旭研究员指导下,博士研究生吴青峰和杨柳等观察到在发育期间大脑皮层和海马的神经细胞表达FGF13,并且发现其剪接异构体FGF13B蛋白聚集在神经元生长锥中,与微管蛋白结合,且FGF13B不但能帮助形成作为细胞骨架起到重要作用的微管,还能够稳定微管,使发育中的神经细胞能够生长出轴突和前导突起,两者中前者负责传递信号,后者则能够引导神经细胞迁移至正确脑皮层区域,都在神经网络形成中起到关键作用。

  通过敲除小鼠的FGF13基因实验发现,在大脑发育过程中如果降低FGF13B的表达水平,可以导致大脑皮层和海马中神经元迁移发生迟滞,被敲除基因的小鼠无法正常进行学习与记忆,与X-连锁智力障碍病人相似。

  该发现表明,FGF13B作为微管稳定蛋白,是调控大脑结构与智力发育的关键分子之一,不仅鉴定了一个新的微管相关蛋白FGF13B,还揭示了FGF13基因对于发育期间大脑皮层与海马的重要影响,以及FGF13基因与X-连锁智力障碍的密切相关性。这为未来相关病理学发展与临床诊断提供了可靠研究路径与诊断参考。(傅晗玮 记者王春)