Việc buôn bán protein kém có thể là một yếu tố dẫn đến chứng tự kỷ?
Một loại protein có đột biến được tìm thấy ở những người mắc chứng tự kỷ và các tình trạng phát triển thần kinh khác giúp giữ cho các kết nối giữa các tế bào thần kinh trong não hoạt động trơn tru.
Nghiên cứu mới được công bố - dẫn đầu bởi Đại học Rockefeller ở Thành phố New York, NY - tiết lộ rằng protein astrotactin 2 (ASTN2) có thể vận chuyển các thụ thể ra khỏi bề mặt tế bào thần kinh và ngăn chúng tích tụ ở đó.
Kết nối giữa các tế bào thần kinh rất cần thiết cho chức năng của não.
Chúng hoạt động vì các thụ thể, nằm trên bề mặt của tế bào, luôn sẵn sàng hợp tác với các chất dẫn truyền thần kinh đến từ các tế bào khác.
Quá trình này diễn ra năng động và cần một chu kỳ liên tục của các thụ thể “bật và tắt” màng tế bào để đảm bảo phản ứng nhanh với các tín hiệu. Protein vận chuyển giúp giữ cho các thụ thể di chuyển.
Nghiên cứu gần đây, hiện có trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, cũng đã gợi ý một cơ chế mà qua đó các rối loạn phổ tự kỷ (ASDs), chẳng hạn như chứng tự kỷ về tình trạng phát triển thần kinh, có thể phát sinh từ các khiếm khuyết trong ASTN2.
Nguyên nhân chính xác của các tình trạng phát triển thần kinh phần lớn vẫn chưa được biết, mặc dù nhiều dấu hiệu có thể được xác định cho thấy sự phát triển sớm của não. Các nhà khoa học tin rằng nguồn gốc rất phức tạp và liên quan đến các yếu tố di truyền, sinh học và môi trường.
Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), khoảng 1 trong số 68 trẻ em từ Hoa Kỳ đã được “xác định mắc ASD”, trong đó các bé trai có nguy cơ mắc bệnh này cao hơn 4 lần so với các bé gái.
Buôn bán protein
Trong công trình trước đó, tác giả nghiên cứu cao cấp Mary E. Hatten, giáo sư khoa học thần kinh và hành vi tại Đại học Rockefeller, đã phát hiện ra rằng ASTN2 có vai trò buôn bán trong quá trình phát triển ban đầu khi các tế bào di chuyển.
Tuy nhiên, sự hiện diện của protein này trong não người lớn đã khiến tác giả chính của nghiên cứu Hourinaz Behesti, khi cô tham gia phòng thí nghiệm của Giáo sư Hatten, cho rằng ASTN2 cũng có thể có một vai trò khác.
Mức độ ASTN2 dường như đặc biệt cao ở vùng não được gọi là tiểu não. Theo truyền thống, vùng não này được cho là liên quan đến việc kiểm soát chuyển động, nhưng theo báo cáo của các tác giả, “bằng chứng gần đây đã gợi ý” rằng nó cũng có thể liên quan đến “các chức năng phi vận động, bao gồm ngôn ngữ, trí nhớ không gian thị giác, sự chú ý và cảm xúc”.
Sử dụng kính hiển vi điện tử, các nhà điều tra sau đó xác định các vị trí biểu hiện ASTN2 trong tiểu não của chuột.
Họ phát hiện ra rằng protein chủ yếu được tìm thấy trong các cấu trúc được gọi là “túi nội bào và thực bào tự thực”, giúp vận chuyển protein bên trong tế bào thần kinh.
Khớp thần kinh yếu hơn
Các nhà khoa học cũng xác định một số phân tử liên kết với ASTN2. Những “đối tác liên kết” này bao gồm các protein được biết đến là buôn bán bên trong tế bào thần kinh và các protein khác giúp xây dựng các khớp thần kinh.
Các khớp thần kinh là cấu trúc tế bào cho phép các tế bào thần kinh truyền các tín hiệu điện và hóa học cho nhau. Trước đó, nhóm nghiên cứu cũng đã tìm thấy ASTN2 được biểu hiện bên trong “gai đuôi gai” ở khớp thần kinh.
Tăng ASTN2 trong tế bào thần kinh của chuột gây ra giảm các phân tử liên kết với ASTN2. Điều này phù hợp với ý tưởng rằng ASTN2 đang thực hiện công việc của mình, vận chuyển chúng ra khỏi bề mặt tế bào để được chia nhỏ và tái chế.
Các thử nghiệm sâu hơn cho thấy các tế bào có mức ASTN2 cao hơn tạo ra các khớp thần kinh mạnh mẽ hơn. Điều này cho thấy rằng không đủ ASTN2 - có thể xảy ra nếu gen mã hóa nó bị đột biến - sẽ dẫn đến các khớp thần kinh yếu hơn.
Cần hiểu rõ hơn về vai trò của tiểu não
Nghiên cứu trích dẫn công trình được thực hiện tại Đại học Johns Hopkins, trong đó một số thành viên trong một gia đình mắc chứng ASD, chậm phát triển ngôn ngữ và các tình trạng phát triển thần kinh khác mang một số đột biến ASTN2.
Các nhà điều tra cũng đề cập đến một nghiên cứu dân số lớn, riêng biệt đã tìm thấy mối liên hệ giữa đột biến ASTN2 và một số loại tình trạng não.
Họ kết luận rằng phát hiện của họ ủng hộ ý tưởng rằng sự gián đoạn của quá trình đảm bảo sự kết hợp và luân chuyển thích hợp của các protein bề mặt trong tế bào não có thể là một yếu tố trong một số tình trạng phát triển thần kinh.
Họ cũng nói rằng cần phải hiểu rõ hơn về vai trò của tiểu não trong những tình trạng này.
“Mọi người mới bắt đầu nhận ra rằng tiểu não không chỉ ở đó để điều khiển chuyển động và học vận động. Nó có nhiều vai trò phức tạp hơn trong nhận thức và ngôn ngữ. ”
GS Mary E. Hatten
