摘要：研究人员已经确定了一个非常小但关键的遗传密码，有助于确定脑细胞如何连接，交流和功能。这一发现不仅加深了我们对大脑接线的建立方式的理解，而且还可以解释几种神经系统和精神病的起源。...

基础科学研究所（IBS）的研究人员已经确定了一个非常小但至关重要的遗传密码，有助于确定脑细胞如何连接，交流和功能。这一发现不仅加深了我们对大脑接线的建立方式的理解，而且还可以解释几种神经系统和精神病的起源。

这项研究由IBS突触脑功能障碍中心进行，由主任Kim Eunjoon（KAIST的杰出教授）领导，重点是一种称为PTPδ的蛋白质 - 一种致力于神经元的关键分子，可帮助神经元形成突触，允许脑细胞通过信号的连接。尽管PTPδ已经与诸如自闭症谱系障碍（ASD），ADHD，OCD和不安的腿综合征等疾病有关，但研究人员现在逐渐介绍了一个以前未研究的细节：一个很小的细分市场。

该迷你外观是通过称为替代剪接的过程创建的，其中细胞包括或排除了遗传材料的特定片段，以稍微改变蛋白质的结构和功能。迷你exon B只有四个氨基酸长，但该团队发现它在大脑发育和行为中起了令人惊讶的强大作用。

仔细观察大脑的突触“胶”

大脑思考，感觉和移动的能力取决于电信号和化学信号的微妙平衡。这些信号传播到突触中，其中一个神经元传递给下一个消息。诸如PTPδ之类的蛋白质通过像分子魔术贴一样作用 - 将神经元与精确比对结合起来，可以正常形成这些突触。

在他们的研究中，研究人员基于基因工程的小鼠从PTPδ基因中删除Mini-Exon B。结果是戏剧性的：缺少迷你外观B的小鼠的生存率在出生后的生存率少于30％，强调了其在早期大脑发育和生存力中的重要作用。另一方面，具有一份基因副本的小鼠改变了成年，但表现出明显的行为变化，包括焦虑般的行为和减少运动。

这些小鼠的大脑记录也显示出突触活动的误认为。颗粒细胞（负责处理信息的神经元）接受了较弱的兴奋性输入，而有助于控制大脑活动的中间神经元会收到更强的兴奋性信号。这种激发抑制不平衡是各种神经发育和精神疾病的标志性特征。

分子线索：锁定伙伴关系

为了发现这个微小的细分市场如何影响大脑信号传导，研究人员检查了与PTPδ相互作用的蛋白质。他们发现PTPδ与另一种称为IL1RAP的蛋白质形成分子复合物 - 但仅当存在迷你exon B时。如果没有这个迷你外观，PTPδ将失去参与IL1RAP的能力，破坏了形成兴奋性突触的关键途径。

事实证明，这种相互作用是细胞类型的特异性，这意味着它的行为不同，具体取决于涉及哪些神经元。这种特异性级别解释了为什么删除迷你外观B比其他人更大。

主任金·恩贡（Kim Eunjoon）指出：“这项研究说明了即使是最细微的遗传元素也可以使神经回路的平衡保持警惕。这是一个令人信服的提醒，替代剪接中的错误可能会对脑部疾病产生深远的影响。”

对人脑疾病的影响

这是证明PTPδ的迷你外观B功能的第一项体内研究。鉴于越来越多的证据表明，微观饰面中的破坏可能是几种神经精神疾病的基础。

诸如自闭症和多动症之类的条件与突触发育受损越来越多地联系在一起，这项研究有助于解释一种可能发生的机制。它还凸显了不仅需要研究基因本身，而且需要研究细胞机械组装方式的微小变化。

展望未来，这些见解可以告知针对剪接调节的疗法的发展，或帮助恢复受影响个体的正常突触平衡。

这项研究是与Kaist，KBSI，Kisti，Kyungpook国立大学和Yonsei University合作进行的。它于2025年5月13日发表在《自然通讯》上。