美国疾病预防与控制中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC) 2014年发表的一篇报道称,据估计,在美国每68名儿童中就有一个是自闭症谱系
障碍(autism spectrum
disorder,ASD)。这些神经精神障碍有强烈的遗传因素,这从患儿的兄弟姐妹有很高的发病率就可看出,而且同卵双胞胎都出现ASD的概率要比异卵
双胞胎更高。此外,研究发现,与这些疾病风险相关的基因组存在缺失、插入或替换,都会使风险增加。细胞遗传学和基因组测序研究也已发
现,Neuroligins(NLGNs)是编码突触蛋白的基因之一,与ASDs相关。
在
人类基因组中,NLGN基因家族有5个成员(Nlgn1、2、3、4X和4Y),编码跨突触的细胞粘附分子,这些因子对突触的组装、维持和可塑性非常关
键。大量研究已经在ASD患者中识别出了大量的NLGN3与4X突变,这些突变从拷贝数变化到蛋白截短到氨基酸替换都存在。有趣的是,NLGN3与4X上
所有这些位点的突变都存在于细胞外域,只有NLGN4X的一个点突变位于胞内域——精氨酸(R)704位点突变为了半胱氨酸(cysteine,C),这一突变可简称为R704C。然而,目前尚不清楚NLGN的这些突变是如何影响ASDs病理生理过程的。
蛋白磷酸化是NLGN功能的关键调节因素。最近,美国国立卫生研究院的Michael A. Bemben等人发现,内源性NLGN4X的T707位点会被蛋白激酶C磷酸化,然而R704C完全消除了这种磷酸化。
在人类神经元
中,内源性NLGN4X的T707位点在蛋白激酶C的作用下会被强烈地磷酸化。此外,T707的磷酸化样突变对NLGN4X介导的兴奋性增强具有深远意
义。这些结果表明,基因突变、关键的转录后修饰与突变改变之间有重要的相互作用,这为研究ASDs时的突触功能紊乱提供了新的观点。(作者:贺利军)
参考文献:Proceedings of the National Academy of Sciences 2015;112:2551-2556