脆性X症候群是一种由突变引起的遗传性疾病,涉及FMR1基因的变化。该基因负责编码一种名为脆性X信使核糖核蛋白(FMRP)的蛋白质,这是一种在大脑中发现的蛋白质,对正常的认知发展和女性生殖功能至关重要。当FMR1基因发生突变时,可能会导致严重的智力障碍、早期卵巢衰竭、自闭症以及其他认知缺损。
根据统计,超过200万人受到FMR1基因异常的影响。
FMRP在神经元的不同区域中发挥着多种功能。然而,这些功能目前尚未得到完全的阐明。研究表明,FMRP在突触可塑性中扮演着重要角色,这是一种在学习和记忆过程中不可或缺的生物机制。具体而言,突触可塑性需要在突触受体激活后合成新的蛋白质,以实现持久的物理变化和突触联结的改变。
对于FMRP的失活,已有研究透过小鼠模型揭示了其在突触可塑性中的可贵见解。
FMRP被认为是一种转译的负调控因子。它与多核糖体结合,并通过与转译起始因子eIF4E的交互作用来抑制mRNA的转译。当FMR1基因突变时,这种转译抑制能力会丧失,导致FMRP在突触中所调控的蛋白质表达过量,进而引起脆性X症候群的症状。
研究发现,FMRP的翻译抑制作用主要是通过阻止转译的启动来实现的。
FMR1基因位于X染色体上,该基因包含重复的CGG三核苷酸。在健康人群中,CGG repeats的数量一般在5到44次之间,而超过200次的重复会引发脆性X症候群。在这些病例中,基因将因甲基化而被沉默,导致FMRP蛋白质的缺乏。
大多数脆性X症候群的病例均为FMR1基因的CGG重复扩展所致。这种扩展会导致FMR1基因的沉默,随之出现严重的学习障碍和身体异常。相较之下,寡数(少于1%)的脆性X症候群病例则是由于基因突变导致的。
FMR1基因的预突变会增加发展脆性X相关震颤/共济失调综合症(FXTAS)的风险。此疾病会在老年时期发展,表现为协调损失、震颤、记忆丧失等症状。
FMR1基因在卵巢功能中发挥着重要作用,其影响不仅限于认知或神经方面。 CGG重复的轻微扩展可能与早期卵巢衰老有关,该病状会影响女性的生殖能力。
某些特定FMR1基因型与多囊卵巢综合症(PCOS)有关,这可能导致年轻女性卵巢功能的过度活跃。
FMR1基因的角色对于人类的认知发展和生殖健康至关重要。随着对脆性X症候群与FMRP的研究不断深入,我们将如何应对和改善这类遗传性疾病的挑战呢?