基因突变导致人和狗的共济失调

小脑性共济失调是小脑的一种病症，导致无法协调肌肉运动。6月16日在Cell Reports上发表的一项研究现在描述了一种新的基因突变，它是人和小鼠共济失调的另一个原因。CAPN1基因中的突变会影响钙蛋白酶-1的功能并导致大脑发育异常。同样的基因突变也与Parson Russell Terrier犬的共济失调有关。

西方健康科学大学的神经生物学家Michel Baudry说：“有许多与运动功能相关的基因在突变时可能与共济失调有关。” “我们不仅确定了另一种，而且还提高了我们对钙蛋白酶的理解，这很重要，因为有几家公司一直在谈论使用钙蛋白酶抑制剂治疗神经退行性疾病。”

钙蛋白酶是一种参与大脑学习，记忆和神经变性的酶，但它有两种主要形式 - 钙蛋白酶-1和钙蛋白酶-2。“没有人能够在弄清楚每种形式的钙蛋白酶在做什么方面取得很大进展，因为大多数药理学研究使用的分子同时抑制这两种类型”，Baudry说。但大约八年前，Baudry的团队获得了一系列基因工程的老鼠，只缺少钙蛋白酶-1来检测差异。

Baudry的小鼠研究引起了伦敦大学学院的神经学家Henry Houlden的注意，他正在领导一个调查共济失调的团队。“大约两年前，我们确定了两个CAPN1突变伴有共济失调和痉挛的家庭，”Houlden解释说。一旦研究人员确定该突变影响了calpain-1的功能，他们就会查看Baudry对calpain-1敲除小鼠的研究。“我们一起开始研究这种基因的功能，”霍尔登说。目前的研究包括四个成员具有CAPN1突变并显示共济失调症状的家庭。

Baudry的团队开始测试敲除小鼠是否因放置在旋转杆上时跟踪其平衡而出现共济失调。“我们之前从未看过我们老鼠的小脑，”鲍德里说。“但果然，我们发现他们患有轻微的小脑性共济失调。”

研究人员证明，在出生后的第一周，与正常小鼠相比，缺乏钙蛋白酶-1的小鼠在其小脑中的神经元死亡率要高得多，并且许多突触未能成熟。

“Calpain-1具有神经保护作用，”Baudry解释道。“当大脑成熟时，应该修剪多余的神经元 - 但是钙蛋白酶1可以防止这个过程失控。” 研究小组进一步确定，钙蛋白酶-1通过降解一种名为PHLPP1的酶正常工作，这种蛋白磷酸酶参与程序性细胞死亡。在出生后第一周注射另一种参与该途径的化合物导致CAPN1突变的新生小鼠正常发育。

在药理学上，在临床上使用钙蛋白酶抑制剂的尝试可能不起作用，因为它们不区分钙蛋白酶-1和钙蛋白酶-2，Baudry说：“如果你想尝试解决神经变性，你必须使用钙蛋白酶 - 2抑制剂。“ 在一家名为NeurAegis的新公司的保护下，Baudry目前正在与一个团队合作开发钙蛋白酶-2抑制剂作为神经保护药物。