自閉症成因揭密 腦中拓撲異構酶是關鍵

自由時報 – 2013年9月7日 上午6:10

〔自由時報記者陳炳宏/台北報導〕自閉症的成因可能有答案了!腦中的「拓撲異構酶」扮演關鍵角色


為開發治療藥物帶來新契機


美國北卡羅萊納大學教堂山分校研究團隊日前於國際學術期刊《自然(Nature)》上發表研究報告,發現腦中的「拓撲異構酶」一旦遭破壞,就可能導致自閉症及其他神經發育相關的疾病。這項研究將為開發治療自閉症的藥物帶來新契機!


自閉症是一種由於神經系統失調導致的發育障礙,但目前醫學研究對致病的機轉仍無所悉。全世界自閉症人數高達六千七百萬人,平均每五十名兒童中就有一人罹患自閉症,國內自閉症人數約有一萬零九百多人。


台大學者參與跨國團隊研究


參與這項研究的台灣大學腦與心智科學研究所助理教授黃憲松昨表示,他是在研究同樣是基因缺失造成的「天使病」時,篩選了二千三百零六種不同藥物,找出「拓撲異構酶」抑制劑可以喚醒腦中休眠不作用的印記基因,讓它開始作用,學界因此積極研究「拓撲異構酶」對神經元細胞的影響。


北卡研究團隊針對拓撲異構酶抑制劑做全基因組的RNA定序及分析,意外發現,拓撲異構酶抑制劑可嚴重破壞長基因的表現,損害長基因的伸長。


黃憲松解釋,基因得先轉錄成相同長度的RNA,之後再轉換成不同功能的蛋白質,而拓撲異構酶就是幫助轉錄RNA成功的幕後推手之一,一旦很多長基因沒有順利轉錄成RNA,導致缺乏相對應蛋白質,就可能致生自閉症。


黃憲松指出,在拓撲異構酶遭破壞的神經元細胞中,長基因量的表現也顯著下降,證明拓撲異構酶對長基因的轉錄,扮演極為重要的角色。許多被高度懷疑的自閉症候選基因,都有著極為顯著的基因長度(超過200kb),且這些基因的表現量,在加入拓撲異構酶抑制劑之後,都顯著下降了。


但黃憲松也強調,自閉症是多重基因與外在環境綜合影響的結果,拓撲異構酶雖是眾多研究中的新明星,但目前仍無法證明是唯一或主要的治療方向。


 


鄭醫師補充:


拓樸異構酶Topoisomerase)是一種異構酶,能使DNA長鏈斷裂與接合。專門參與DNA拓撲構形(DNA topology)改變的過程。拓撲異構酶就是負責催化並引導一些化學反應,以使DNA的紐結狀態得以解除。此外當病毒DNA插入染色體時,或是在其他型態的重組現象中,也可能會有拓撲異構酶的參與。


拓撲異構酶若遭到破壞,直接影響長基因的合成,自閉症以及其他相關疾病的風險大增。目前這還是治療的理論,期待這類臨床療法早日上市。




參考文獻:


Topoisomerases facilitate transcription of long genes linked to autism

Nature
501,58–62 (05 September 2013)
doi:10.1038/nature12504

http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7465/full/nature12504.html


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