FMRP突变的神经元在长时间内无法传递信号;在这里，从细胞体(左圈)到树突的距离大约相当于三根毛并排排列。
根据一项新的研究，脆性X染色体模型小鼠前额叶皮层深处的神经元无法产生传输信息所需的电尖峰。这一困难源于钠离子通道的缺陷。
脆性X染色体综合征是自闭症的主要遗传原因之一，由FMR1基因突变引起。患有这种疾病的人通常在执行功能技能方面有困难，比如工作记忆和计划。加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)心理研究所(MIND Institute)医学主任Randi Hagerman说，这项新研究可能解释了其中的原因:通过前额叶皮层传播的信号受到干扰，可能会阻碍该区域协调大脑其他部分之间交流的作用。
一些调节钠通道的药物，如治疗糖尿病的药物二甲双胍，已经被批准用于人体。
“这是一个很好的观察药物作用的动物模型，”Hagerman说，他没有参与这项新工作。
研究人员此前在小鼠身上发现，自闭症相关基因SCN2A的突变也会抑制树突突。SCN2A编码钠通道Nav1.2的蛋白质。通道中断的细胞机制在不同的模型之间是不同的，但有可能是自闭症的多种遗传原因“围绕钠通道功能障碍”，德克萨斯大学奥斯汀分校的神经科学研究副教授，也是FMR1研究的首席研究员Darrin Brager说。“相同的通道被改变了，这就改变了细胞整合信息和传输信息的方式。”
Brager和他的团队专注于大脑皮层第5层神经元，这些神经元整合来自上层的信息，并将信号传输到大脑的其他部分。他们在缺乏两种FMR1拷贝的小鼠的前额叶皮层薄片上记录了这些细胞的活动。
为了远距离维持信号，神经元通常会产生一个树突突，将信息传递到细胞体，然后触发动作电位将信号传递下去。但研究人员发现，脆性X小鼠的神经元需要比对照神经元更强的电输入来产生树突突和动作电位。
与对照组相比，在脆弱的X细胞中流经产生树突突的通道的钠离子更少。Brager说，脆弱的X细胞周围的细胞膜传输电信号的能力较弱，这表明它们的钠通道总体上较少。
该研究结果发表在一月份的《The Journal of Physiology》上。
Brager说，研究小组目前正在探索FMRP(由FMR1编码的蛋白质)是如何调节钠通道的，这可能有助于确定这种机制是否是脆性X染色体综合征特有的。
