自闭症研究的新突破:催产素的新功能

admin Post in 2014.12, 医学进展
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存健 博士

在大千世界日常生活中我们每个人都会担负着多重角色:你可以是个父亲/母亲,也可以是个儿子/女儿,或是运动员,科学家,摄影师等。不同的角色在社会里起着不同的作用。在人和生物体里的微观世界里成千上万的生物活性分子中,很多分子同样发挥着多重功能。这些活性分子的每一次新角色的发现,会帮助人们或阐明身体运作的机理,或发现新的疾病发病原因,或开发新的治疗方法。催产素就是这样一个活性分子。

很多读者可能知道催产素,它是种激素,在雌性哺乳動物生產時大量释放。顾名思义,它的主要功能是促進分娩。这个功能主要是通过扩張子宮颈和收缩子宮来实现的。分娩后,催产素另外一个功能是促進乳汁产生和分泌。其实,催产素还有其他不同的重要生理功能。比如,维持亲子,情侣间的亲密关系(情感链接),维持人类的正常性兴奋和性行为,增加陌生人间的信任感,所以有时也被称为“爱的激素”。催产素对改善社交,情绪,行为障碍也有一定效果,所以也被用来治疗如自闭症,忧郁症,精神分裂症等神经系统的疾病的相关症状。但一般认为这是种治表(symptom relieving) 而非治本 (disease modifying) 的疗法。

自闭症是一种神经发育失常的综合性病症。社交,语言障碍和重复,单一性的动作是病童的常见特征。自闭症起因和遗传和环境因素都有关。光从遗传因素来看,与自闭症有关的基因数量繁多,关联复杂。所以,尽管自闭症的研究历史长久,投入巨大,文献浩瀚,但长期以来对其真正的发病机理的了解,进展不快。目前尚无一种治本 (disease modifying) 的药物。自闭症基本上是种娘胎里带来的病。近十来年,在分子和细胞水平上的功能研究出现了重大的进展。比如最近的研究表明,自闭症的起因和大脑里伽玛氨基丁酸(GABA)信号系统失常密切相关。GABA是中枢神经系统(包括大脑)里最重要的抑制性神经递质,与谷氨酸(中枢神经系统最重要的兴奋性神经递质,参见本刊《味精:鲜味后面可能的健康隐患》一文,本刊2012年6月)一起,在维持神经系统兴奋和抑制平衡,正常神经信号处理和传输里起到至关重要的作用。GABA信号系统在胎儿发育中是最早形成的神经递质系统之一。在众多神经信号系统里它有个与众不同的特性:在胎儿神经发育的早期,GABA和谷氨酸一样,是种兴奋性神经递质,起到促进神经系统发育和增殖作用。GABA的兴奋性作用是由A型GABA受体来实施的。在正常发育儿童里,出生不久后,GABA系统由兴奋性转换为抑制性,而成为真正的抑制性神经递质。在自闭症儿童里有迹象表明这种转换或没完成,或完成得不彻底,以至于GABA信号系统在出生后依然是兴奋性的。在许多自闭症病童里有类似癫痫的病症。癫痫常常是由大脑神经细胞过度兴奋所致。自闭症病童的癫痫很有可能与GABA介导的抑制不足有关。在这些病童里一些常用的癫痫药(很多是A型GABA受体的激动剂或增强剂),不光作用不大而且有时反会加重病情。

在2006年,法国的一个实验室发现:在大鼠分娩前后,体内大量分泌的催产素能使胎儿的神经细胞的GABA系统由兴奋性朝抑制性方向转换。此结果发表在世界顶尖的科学杂志《科学》上。法国的科学家们认为,催产素的这个作用是保护胎儿的神经细胞在分娩时免受缺氧对神经细胞造成的伤害。今年(2014年),这个法国实验室又在《科学》杂志上报道了他们新的重大发现:在两种鼠类自闭症模型里,分娩前后GABA系统由兴奋性朝抑制性转换这个过程基本丧失或严重缺失。更重要的是如果在怀孕的正常(非自闭症)母鼠上注射药物来阻断催产素的作用,其产下的婴鼠具有自闭症的生理和行为特征。鉴于这两种鼠类模型分别是由遗传和环境因素造成的,此研究的一个很重要的意义是催产素在分娩期间所介导的GABA系统由兴奋性朝抑制性转换的缺失,可能是自闭症起因的一个重要而且普遍的神经机理。这个系列的研究,也阐明了正常分娩时催产素的另一重要的生理功能:通过促进GABA信号系统的成熟来保护神经细胞及保障神经系统正常的发育。

有关催产素的这个重大发现如果被其他实验室所证实,将对阐明自闭症发病的真正机理,开发新的诊断方法和具有治本作用的新药有里程碑式的意义。

注解

神经递质:神经细胞之间用来传递信息的化学物质。常见的神经递质有谷氨酸,伽玛氨基丁酸,甘氨酸,多巴胺,5-羟色胺,乙酰胆碱等小分子化合物或肽类物质。

受体:在细胞膜上或细胞内的特殊蛋白质,能特异性结合其它细胞所释放的信号分子(如神经递质,激素,生长因子等)而起调控细胞活动的作用。

 基因:是遗传物质的一个基本功能单位,用来编码一个功能蛋白(如酶或受体等)。

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