发育过程中的突触蛋白变化为进化和疾病研究提供线索

关于突触蛋白在早期发育过程中如何变化的首项分析揭示了小鼠与狨猴之间的差异，以及自闭症谱系障碍患者中的不同之处。神户大学的发现首次揭示了突触发育背后的机制，并为研究可能的治疗方法开辟了道路。

鉴于突触是我们脑细胞之间的连接，人们可能会认为，拥有尽可能多的突触是一件好事。然而，灵长类动物的大脑却做出了意外的举动：在幼儿期之后，脑细胞之间的连接会开始减少，这一过程被称为“突触修剪”。令人惊讶的是，我们对突触如何在大脑成熟过程中发生变化的分子机制知之甚少，这也是开发治疗自闭症谱系障碍等神经心理疾病疗法的障碍。

近年来，分析复杂蛋白质复合体的能力取得了进展，同时狨猴作为非人灵长类动物模型用于大脑研究也变得可行，这使得神户大学神经科学家TORU TAKUMI能够填补这一知识空白。他解释道：“与蛋白质组学和非人灵长类动物大脑专家的合作是促成这项研究的关键因素。此外，我们还建立了一条分析管道，利用最新的统计和生物信息学工具来比较多个生物数据集，这是另一个至关重要的因素。” 有了这些，他们将研究重点放在了突触信号接收端发现的蛋白质聚集体上，即所谓的“突触后致密区”，因为先前的研究已经表明，其组成成分对于形成突触的信号接收细胞上小蘑菇状突起的发育至关重要。

他们的研究结果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上，这是科学界首次观察到在出生后数周、数月乃至数年的大脑发育过程中，突触在蛋白质层面所发生的变化。由神户大学领导的研究团队发现，随着时间的推移，某些蛋白质的产生量会增加，而其他蛋白质的产生量会减少，并证实这是由于基因调控的变化所致。他们还发现，这种调控的时间在小鼠和狨猴中是不同的：在小鼠出生后两周发生的情况，在狨猴中是在出生前或出生时发生。此外，狨猴还有第二个蛋白质变化阶段，而小鼠则没有。“这可能与啮齿类和灵长类大脑之间的进化差异有关，”该论文的第一作者KAIZUKA Takeshi在谈到突触修剪过程时评论道。

TAKUMI的研究并未止步于此。鉴于自闭症谱系障碍的发展与突触发育不成熟有关，他们研究了这对他们发现的与突触发育相关的蛋白质水平意味着什么。他们确实发现，据报道在自闭症患者中差异表达的基因也在他们的数据中占据重要地位。“这些数据表明，与健康受试者相比，自闭症谱系障碍患者的突触后致密区相对类似于产前或新生儿期，”研究人员在研究中写道。因此，能够构建关于该疾病出现背后的分子机制的假设，这可能为开发治疗方法铺平道路。

TAKUMI总结了这项研究的意义。“突触发育是考虑大脑成熟过程中的一个关键问题。其异常与神经精神疾病有关，包括自闭症谱系障碍和精神分裂症。我们提供的蛋白质组数据集对于考虑突触发育的分子机制以及啮齿类和灵长类之间的差异至关重要。”