STM：科學家首次在活體大腦中揭示基因活力「開關」

別被上面大腦圖中的橘紅色和檸檬黃亮瞎了「眼睛」。如果它的發明者是正確的，這意味著：一種全新的神經影像學工具出現了，它首次在活的大腦中發現了基因打開或關閉的位置。這項研究近日被發表在《科學.轉化醫學》（Science Translational Medicine）期刊上。

在HDAC酶上綁定11cMartinosatat並注入體內

組蛋白去乙醯化酶（histone deacetylase，HDAC）對染色體的結構修飾和基因表達調控發揮著重要的作用。HDAC的含量高低與基因的變化程度有關：含量最高的腦區，是基因最不易發生變化的腦區。

哈佛醫學院生物醫學成像馬蒂諾中心（MartinosCentre）的研究人員Hsiao-YingWey和TonyaGilbert帶領的團隊通過7年時間在HDAC酶上捆綁了被稱作11cMartinosatat的化學混合物，並注入8個健康的人體內使用PET腦部掃描技術跟蹤反應。11cMartinosatat能夠顯示人腦的哪些部分會出現HDAC酶，以及出現的量有多大。

首次在活腦中揭示基因活性

在過去，人類大腦中的基因活性只能在死人中檢測到。不過由於死亡後的大腦組織通常存放超過12個小時，HDAC酶在人類死亡後會迅速發生變化，因此死人大腦中的基因活性與活體大腦中存在顯著差異。

來自麻省總醫院（MGH）放射化學家、論文的共同作者Jacob Hooker表示：基因活力對環境的反應靈敏，對它的研究不能脫離自然環境，這項研究發現死的大腦與活體大腦顯著不同。這項研究首次向人們展示了在活躍的人腦中，HDAC酶是如何工作的，進一步闡釋了活腦中的基因活性。

美國國立藥物濫用研究所John Satterlee在美國國立研究院（NIH）主導一個「專門研究基因沉默和基因激活的模式」的項目，但他並沒有參與該項研究。在他看來，這項研究把我們帶到一個未知的領域，在人類大腦中探索基因表達模式，並奠定了一定基礎。

研究意義：成為腦類疾病的早期診斷工具

由於神經學家意識到DNA序列不能很好的解釋精神疾病的發病原因，大腦的表觀遺傳學——不同區域內的「基因開關」儼然成為一個熱門話題。

該項研究結果向目前蓬勃發展的表觀遺傳學領域邁了重要的一步，並從兩方面回答了人類提出的一個永恆的問題：「遺傳還是環境」？（人體的變化究竟是由基因決定還是環境因素決定？）

在科學家看來，遺傳給了人們DNA的密碼，但是環境讓這些DNA獲得了不同的表達方式。活腦里的「基因開關」對於研究許多腦功能障礙則意義重大，包括成癮、阿爾茨海默氏症、雷特綜合征、抑鬱症和精神分裂症等。

由於生活環境可以改變基因的開關狀態，表觀遺傳學的改變則可能是導致悲劇、創傷和其他大腦變化的方式。通過揭示控制大腦思考、感覺和記憶的DNA的「開關設計」，新技術有望成為早期檢測阿爾茨海默氏症、精神分裂症以及其他疾病的工具。

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