突變小鼠為科學(xué)家提供了一個新的神經(jīng)生物學(xué)框架，以了解在攜帶常見基因變異的易分心人類中觀察到的大腦變化，該基因變異的頻率與注意力缺陷多動障礙 (ADHD) 相關(guān)?？茖W(xué)家們證明，表達(dá)該變體的小鼠會采用與人類相似的注意力不集中的表型。
這項研究由密歇根大學(xué)的研究人員與佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)、坦普爾大學(xué)和美國國立衛(wèi)生研究院的國家耳聾和其他交流障礙研究所合作領(lǐng)導(dǎo)，使用基因工程小鼠來檢查一種神經(jīng)和行為的影響。膽堿轉(zhuǎn)運蛋白 (CHT) 變體。該團隊之前的工作表明，這種變異與人類注意力分散有關(guān)，盡管這種變異本身是否是注意力不集中的原因尚不清楚。
在這項新研究中，研究人員對編碼神經(jīng)元 CHT 的基因進(jìn)行了一次改變，然后在大腦中尋找生理變化，重點關(guān)注它們維持產(chǎn)生和釋放強大的大腦化學(xué)物質(zhì)乙酰膽堿的能力，乙酰膽堿是由膽堿合成的。
在人類中，乙酰膽堿信號的中斷會削弱一個人過濾干擾物和執(zhí)行需要集中注意力的任務(wù)的能力。由于乙酰膽堿在肌肉收縮中所起的作用，尤其是控制呼吸的肌肉，小鼠和人的 CHT 功能完全喪失會導(dǎo)致過早死亡。CHT 活性的較小減少允許正常的生長和運動，但具有這些變化的小鼠在跑步機上跑步時會表現(xiàn)出過早的疲勞。這項新研究的工作表明，老鼠也表現(xiàn)出精神疲勞的跡象。
發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上的研究結(jié)果表明，被稱為 Val89 的 CHT 基因變體降低了膽堿攝取率和在需要注意的條件下維持乙酰膽堿產(chǎn)生的能力，這些影響會導(dǎo)致小鼠認(rèn)知能力下降面臨注意力挑戰(zhàn)。來自小鼠研究的證據(jù)提供了直接證據(jù)，表明 Val89 增加了對分心的脆弱性，并為在表達(dá) Val89 的人類中觀察到的額葉皮層激活減少提供了機制基礎(chǔ)。
“我們的小鼠研究以及先前的行為和腦成像研究表明，該變體的單個副本足以改變乙酰膽堿的可用性及其產(chǎn)生的認(rèn)知效應(yīng)，”共同作者 Randy D. Blakely 博士說， FAU Stiles-Nicholson 腦研究所執(zhí)行主任和 FAU 施密特醫(yī)學(xué)院教授。“從 Val89 的單個拷貝中觀察到的效果表明，膽堿轉(zhuǎn)運可能是由一對 CHT 蛋白介導(dǎo)的，這樣一個功能不佳的拷貝會影響另一個拷貝的正常功能，導(dǎo)致一個拷貝受損的效果比預(yù)期的要強。 "
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