Cell：这种罕见病患儿为何拥有出色的乐感

Brett Teubner Ph.D., Mary Patton Ph.D. 和Christopher Davenport Ph.D.

威廉姆斯综合征（Williams-Beuren syndrome）是一种罕见的疾病，会导致神经发育和认知缺陷。然而，患者的音乐和听觉能力得到了保留甚至增强。近日，美国圣裘德儿童研究医院的科学家解析了这种现象背后的机制，并将研究结果发表在《Cell》杂志上。

了解威廉姆斯综合征患者为何具有出众的听觉能力，除了有助于推动对声音辨别能力的研究外，还有望为该疾病提供一个治疗靶点。科学家还有望从中了解增强听觉能力的机制。例如，一些威廉姆斯综合征患者有完美的音高，这是一种在没有参考指引的情况下区分音符或频率的能力。

圣裘德儿童研究医院发育神经生物学系的Stanislav Zakharenko博士表示：“威廉姆斯综合征与一般的神经发育障碍不同，因为患有该疾病的儿童，尽管有着严重的学习障碍，但与普通儿童相比拥有出色的音乐和语言能力。我们对此很着迷，希望更多地了解这种疾病如何帮助个体获得更好的听觉处理能力。”

威廉姆斯综合征是由7号染色体长臂近端（7q11.23）区域上的1.5-1.8 Mb基因微缺失引起的，涉及到27个基因。与许多孤独症儿童相比，威廉姆斯综合征患儿比较容易社会化，但也常常有心智上的问题。

听觉皮层中的兴奋神经元

威廉姆斯综合征小鼠模型对声音频率的区分能力增强。这些小鼠听觉皮层（大脑中处理声音的部分）的频率编码也有所改善。研究人员表明，区分频率的能力增强是由听觉皮层中过度兴奋的中间神经元引起的。

为了了解听觉能力增强背后的细胞生物学机制，研究人员开展了RNA测序（RNA-seq）实验。在分析测序数据后，他们发现一种名为VIPR1的神经肽受体在威廉姆斯综合征患者的听觉皮层中下降。他们在大脑类器官中也发现了VIPR1的下降，这是使用人类诱导多能干细胞（iPSC）构建出的模型。

研究人员发现，转录因子Gtf2ird1调控了VIPR1，而这种转录因子正是由威廉姆斯综合征患者缺失的27个基因中的一个所编码的。在听觉皮层中敲除或过表达VIPR1可以模拟或逆转患者的听觉效果。因此，综合征对听觉能力的影响是由Gtf2ird1下调VIPR1引起的。

文章的第一作者Christopher Davenport表示：“在VIPR1出现在我们的数据中之前，我们对它了解不多，因为与其他神经调节因子或神经递质受体相比，大脑中这一受体家族的作用还没有得到充分认识。我们的研究结果表明，它们可以对信息处理和行为产生严重影响，并且可能与其他行为和疾病有关。”

Zakharenko表示：“这项研究表明，通过靶向VIPR1来降低神经元的过度兴奋性也许是治疗威廉姆斯综合征的通用机制。基于这些疾病模型上的新发现，它也为我们了解乐感以及大脑如何区分声音开辟了新的方向。”