帕金森症基因和声音之间存在关联？PLOS ONE新研究发现早期诊断新方法

　　神经科学家发现，大脑中较高水平的α-突触核蛋白可以导致发声的改变。

　　

这种疾病会阻碍发声，使帕金森病患者的声音变得柔和单调。研究表明，这些症状往往出现在疾病发展的早期，有时比运动相关症状早几十年。

亚利桑那大学神经科学家的一项新研究表明，一种通常与帕金森氏症有关的特定基因可能是这些发声相关问题背后的原因——这一发现可能有助于帕金森氏症患者的早期诊断和治疗。

这项研究是在朱莉·e·米勒的实验室进行的，她是理学院神经科学、言语、语言和听力科学的助理教授。

“我们有一个很大的差距——我们不知道这种疾病是如何影响发声的大脑区域的，这确实是一个早期干预和想出更好的治疗方法的机会。”米勒说，他同时还兼任神经内科和神经科学跨学科研究生项目的联合负责人，并且是亚利桑那大学BIO5研究所的成员。

这项研究于周三发表在科学期刊《公共科学图书馆·综合》上。César a . Medina是这篇论文的主要作者，他曾是Miller实验室的博士生，现在是约翰霍普金斯大学的博士后学者。参与这项研究的还有埃迪·瓦格斯(Eddie Vargas)和斯蒂芬妮·芒格(Stephanie Munger)，前者是亚利桑那大学的本科生，不久将进入图森医学院(College of Medicine - Tucson)，后者是神经科学系的研究专业人员。

一个研究人类语言的独特而理想的模型

为了研究声音变化和帕金森氏症相关基因(称为阿尔法共核蛋白)之间的关系，研究人员求助于澳大利亚本土的鸣禽斑马雀。

麦地那说，这种鸟是人类语言和声音通路的理想模型，原因有几个。年轻的雀类从年长的、像父亲一样的雄鸟那里学习鸣叫，就像婴儿通过听父母说话一样。雀类大脑中处理言语和语言的部分的组织也与人类大脑中的对应部分非常相似。

麦地那说:“这些行为、解剖学和遗传学上的相似性使得我们可以用斑胸草雀作为人类语言和声音的模型。”

为了了解-共核蛋白是如何影响鸟类发声的，研究人员首先对它们的歌声进行了基线录音。然后，他们将该基因的副本引入一些鸟类体内;其他鸟类没有被赋予这种基因，所以研究人员可以比较结果。在引入基因后，所有鸟类的叫声都立即被再次记录，然后是1个月、2个月和3个月后。

研究人员使用计算机软件分析和比较了歌曲随时间变化的声学特征，研究音调、振幅和持续时间，以确定鸟类的声音产生是否以及何时发生变化。

最初的研究结果表明，共核蛋白确实会影响歌曲的产生。两个月后，带有该基因的鸟唱歌更少，在接受该基因三个月后，它们在开始唱歌时唱歌更少。它们发出的声音也更柔和、更短，这一发现与人类疾病中的发现类似。

这是迈向早期诊断和治疗的又一步

确定影响演讲被连接到大脑的变化,研究人员把注意力集中在大脑的一部分区域X他们发现有更高水平的α-突触核蛋白蛋白质区域X,帮助他们建立的基因,实际上,导致大脑的变化，从而导致声音产生的变化，麦地那说。

他补充说，这种联系在以前的帕金森氏症研究中已经被预测到，但还不是决定性的。

米勒说，下一步是弄清楚如何将这些发现应用到人类数据中，这可能会提供更多的答案，从而更好地诊断和治疗帕金森病——早在与运动相关的症状告诉患者去看神经科医生之前就能找到答案。

她说，米勒实验室的长期目标是与其他研究人员和私营公司合作，开发针对阿尔法共核蛋白和其他与帕金森病有关的基因的药物。

麦地那说，这样做将意味着“我们可以在帕金森病对患者的生活质量造成不利影响之前阻止它的发展。”

Journal Reference:

1. Cesar A. Medina, Eddie Vargas, Stephanie J. Munger, Julie E. Miller. Vocal changes in a zebra finch model of Parkinson’s disease characterized by alpha-synuclein overexpression in the song-dedicated anterior forebrain pathway. , 2022; 17 (5): e0265604 DOI: 10.1371/journal.pone.0265604