大腦發育爲何異常？ 中研院研究：蛋白不穩定會導致智能障礙

大腦發育爲何異常？ 中研院研究：蛋白不穩定會導致智能障礙。(示意圖/Shutterstock)

智能障礙、癲癇和自閉症等患者通常需要特殊治療、教育和長期照顧，對家庭和社會經濟都是相當大的負擔，如果也能借由產前檢查就先發現異常，也是一大助益。中央研究院今(19)日發表最新研究報告指出，人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常。領導這項研究的中央研究院生物化學研究所特聘研究員陳瑞華表示，研究團隊已經找到可以穩定SOX11的機制，爲大腦發育異常所導致的疾病，增加診斷和治療的思考方向，未來也可望用來檢測胎兒的大腦發育狀況。

大腦皮層掌管感覺、運動、情緒、認知等多項重要功能，其發育涉及複雜過程，包括神經生成、神經細胞移動、組織建構及神經網路形成，任一環節失調便可能造成神經性疾病。

陳瑞華指出，以往探討大腦發育異常成因時，學界研究多聚焦在基因轉錄層面，較少探討蛋白質修飾的重要性。但陳瑞華和中研院細胞個體生物學研究所周申如副研究員的跨領域研究發現，人體中的蛋白SOX11不穩定時，會導致大腦發育異常，而去泛素酶USP11可以調節並穩定SOX11。

中央研究院生物化學研究所特聘研究員陳瑞華(見圖)與研究團隊的跨領域研究發現，人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常。(圖/中央研究院提供)

研究團隊指出，遺傳性大腦發育異常、有智能障礙表型的病人曾出現去泛素酶蛋白USP11變異。實驗發現，小鼠缺少USP11時，SOX11仍可進行基因轉錄，但因其蛋白不穩定，還是會導致大腦發育異常。在「小鼠走迷宮」的行爲學分析中，USP11缺失的成鼠，確實有學習記憶和社交情緒等多重障礙。

基於這項發現，研究團隊證實在大腦發育過程中，USP11可抑制SOX11蛋白的泛素化，進而穩定SOX11的表現。這項穩定機制不但參與了神經生成，也使生成之神經移動到正確位置，建構出正常的神經網路，在大腦的發育過程中，是重要關鍵角色。

陳瑞華特聘研究員（中）與研究團隊，生化所博士生江尚殷博士(左)、周申如副研究員(右)。(圖/中央研究院提供)

中研院表示，研究成果已在本月12日發表於國際期刊「科學進展」（Science Advances），論文第一作者爲中研院生化所博士生江尚殷，研究團隊包括中研院生化所研究副技師林淑妤，中研院細生所研究員郭紘志，以及中研院生物醫學科學研究所研究員黃怡萱，研究經費由中央研究院及科技部共同支持。

這項研究提出蛋白質與穩定大腦發育密切相關的新觀點。陳瑞華指出，未來可望用來檢測胎兒的大腦發育狀況，如果家族有遺傳性基因，夫妻可在孕前先檢測USP11是否正常，或在胚胎時期進行羊膜穿刺時檢測，可望早期發現胎兒大腦狀況。