解開人腦蛋白TBC1D24功能的奧秘
公佈於2020年12月28日

黎國安博士是2003年裘槎博士後研究獎學金得主,他帶領的香港大學研究團隊發現TBC1D24基因在維持腦內神經元連接的範疇中未被定性的功能。這項發現有望為癲癇症和智力障礙病人帶來新的治療方法。

人腦的正常功能依賴於受控的神經元連接,數百億個神經元之間的互聯接點被稱為突觸。近期的研究指出,很多遺傳性腦疾病包括癲癇症和智力障礙,都是由突觸數量和結構的變化所引致。

以往的基因遺傳學研究從癲癇症和智力障礙病人的TBC1D24基因中鑑定出超過50種突變,但是TBC1D24基因的功能卻是未解之謎。

黎博士與他的團隊利用超高解像度顯微鏡,發現由TBC1D24基因編碼的蛋白(下稱TBC1D24蛋白)存在於海馬體內神經元的樹突棘,而海馬體是大腦重要的區域,負責學習和記憶。

研究團隊了解TBC1D24蛋白功能的第一步是把帶有短髮夾核糖核酸(short hairpin RNAs)的病毒注入實驗老鼠的海馬體,以阻斷TBC1D24蛋白的合成。

研究人員注意到,海馬體缺乏TBC1D24蛋白的老鼠在一項將恐懼與環境相關聯的記憶力測試中表現較差,此外,這些老鼠展示了不尋常的行為,例如過度活躍和更加焦慮。

研究同時發現某一種致病的單核苷酸突變導致TBC1D24蛋白中的一個氨基酸產生變化(由苯丙氨酸轉成白氨酸),使蛋白的穩定性下降。

兩條染色體均帶有該突變基因的老鼠都有過度活躍的海馬體神經元,而且出生後短時間內就死亡。

只在其中一條染色體帶有TBC1D24點突變的老鼠生存時間良好,但是與正常的老鼠比較,突變的老鼠展示出較差的記憶能力,而且它們的海馬體神經元帶有較少樹突棘。

這些研究結果刊登在科學期刊《公共科學圖書館:遺傳學》,這項研究顯示發展受損的海馬體樹突棘有可能是TBC1D24基因突變導致智力障礙的元凶。

黎博士表示:「很多TBC1D24突變的病人都有抗藥性癲癇症。此項研究所培殖出的轉基因老鼠未來可作爲測試候選治療藥物的動物模型。」

黎國安博士在香港大學取得生物化學學士學位,隨後於香港科技大學修讀研究生課程。在裘槎基金會博士後研究獎學金的資助下,黎博士在美國加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)進行博士後研究。黎博士現為香港大學生物醫學學院的助理教授,於2003年獲得裘槎博士後研究獎學金。

延伸閱讀:

  1. 黎博士在裘槎基金會的個人專頁:https://scholars.croucher.org.hk/scholars/lai-kwok-on
  2. 黎博士在香港大學的個人專頁:https://www.sbms.hku.hk/staff/kwok-on-lai
  3. 黎博士於2020年發表在《公共科學圖書館:遺傳學》的研究論文(只提供英文版本):https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008587