国外FOXP2基因及其语言相关性研究二十年

作 者:

作者简介:
俞建梁,南京航空航天大学,E-mail:yu487403@126.com(南京 210007)。

原文出处:
现代外语

内容提要:

FOXP2基因是人类发现与语言相关的第一个基因,自其发现以来已有二十年,并已成为国外有关语言神经生物研究的热点。文章基于最新研究文献从语言习得障碍、语言处理的神经认知基础以及语言进化三个维度系统地梳理了FOXP2与语言相关性研究的历程和现状,对研究中出现的问题和不足予以反思,并对该研究的发展趋势进行了展望。FOXP2是与人类语言活动相关的一个潜在基因,对其认识使得人类第一次从生物分子角度研究与语言相关的基因级联和神经回路,但其对语言的确切作用还有待进一步研究。


期刊代号:H1
分类名称:语言文字学
复印期号:2011 年 12 期

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      一、引言

      语言的使用是人类区别于其他动物的一种神经认知活动。自二十世纪末以来,分子生物学家、心理学家和语言学家一直在探讨人类语言行为与其基因结构之间的关系。FOXP2①就是目前发现的第一个与语言障碍及进化相关的人类基因。它的发现使得人们能够从分子细胞的层面研究语言神经回路的功能及其发展,从而揭开了语言学与生物学联姻研究的新篇章。

      二、FOXP2与语言习得相关性的研究

      1.早期FOXP2与语言习得障碍相关性的研究

      FOXP2的发现源于遗传科学家对英国一个被称作KE家族三代人的研究,人们以KE家族患者(affected KE family members,AKEFM)所表现出的语言缺陷和障碍为突破口,进行了人类基因与以语言障碍为主要特征的语言习得相关性研究。

      Hurst et al.(1990)首先发现了KE家族近半数人患有语言紊乱的疾病或各种严重的遗传性言语障碍,该言语障碍被称为发育性言语失用症(Hurst et al.1990)或特殊言语损伤(SLI)(Gopnik 1990)。同时,Gopnik(1990)认为这种语言缺陷可能是由于身体中的一个常染色体显性基因发生了突变而导致,主要影响以数、性和时态等为特征的形态句法而不是发音。因此,这个基因时常被称作语法基因或语言基因。1995年,Vargha-Khadem等人发现这种基因并不专司语法或语言,且AKEFM对物体的命名比较迟缓,并缺乏准确性(Watkins et al.2002)。1998年,Fisher et al.(1998)将KE家族基因突变的研究范围缩小并定位在约有70个基因的7号染色体长臂(7q31)区域,并把这个突变基因暂时命名为SPCHl。在基因测序期间,Hurst又找到了另一位也患有先天性言语障碍但不属于KE家族的病人——一个被称为“CS”的英国男孩。2001年,Lai et al.(2001)发现,同一个基因在CS男孩和AKEFM身上都发生了突变。根据基因命名法,人们将这个由Lai等人分离出的基因(SPCHl)称为FOXP2。Lai等人的研究使得FOXP2基因和语言的相关性在KE家族和CS男孩身上得到确认。FOXP2对语言习得非常重要,其突变会导致FOXP2基因一个拷贝功能的丢失,另一个拷贝满足不了大脑正常发育的需要,从而导致运动技能和肌肉协调能力的损伤,由此产生语言功能紊乱(Haesler 2006)。此后,人们还发现AKEFM语言发展迟缓,不能精准控制发音器官和调换语句中字词的顺序(Lai et al.2001),且还有一些构音障碍或颅面畸形方面的障碍(Shriberg et al.2006)。这种难以组织和协调说话的运动障碍被称为口面部运动障碍。至此,人们发现AKEFM语言障碍的表现是多方面的:患者表达混乱、语法缺失、发音困难,在阅读和理解上也都存在障碍。在临床语言学中,这种语言缺陷也被称为发展性言语运用障碍(DVD)。

      2.近期FOXP2基因级联及其与孤独症(ASD)和SLI相关性的研究

      为了鉴定FOXP2基因的分子网络以及这个基因所编码的蛋白质,人们试图找出控制FOXP2基因表达的上游调节机制和FOXP2基因调节的下游分子事件。上游调节FOXP2基因的研究至今只见Bonkowsky et al.(2008)的一篇报告,该研究表明在人体中Lefl基因可能调节FOXP2的表达。为了研究FOXP2作为转录因子的下游调节机制,人们通过使用CHiP和启动子区微阵列分析等技术测定FOXP2潜在的转录靶位和基因级联,研究发现FOXP2在一定的条件下既可作为阻遏因子,又可作为激活因子。因而,FOXP2蛋白可以打开或关闭其他许多基因或者调节其他基因的表达(Fisher 2005)。

      同时,人们做了几项研究来测定FOXP2是否为ASD和SLI潜在的易患基因。虽然对汉语和日语被试的研究肯定了FOXP2和ASD之间的相关性(Gong et al.2004;Li et al.2005),但大多数在这方面基因相关性的研究都得出了否定的回答。特别是AKEFM中没有一位表现出任何ASD的典型特征或达到SLI严格的诊断标准(Hakim 2009)。同时,在大多数相关研究中人们也并没有观察到FOXP2和SLI之间的必然联系(Takahashi et al.2009),因为对其他SLI患者的研究也很少发现FOXP2基因的突变(Bishop 2009),而且Vernes et al.(2008)在最近的一项研究中发现患有言语失用症的人群中,也只有2%的患者是由于这个基因的突变使然。

      然而,近期这方面的研究有了新进展。Vernes et al.(2008)利用对FOXP2基因级联的研究,确定了FOXP2的一个神经靶位——CNTNAP2。研究结果显示,FOXP2与CNTNAP2结合并下调此CNTNAP2基因,FOXP2-CNTNAP2通路与SLI相关,也与ASD的相关区域相一致。Newbury et al.(2010)认为,虽然FOXP2的突变似乎只引起很少一部分语言障碍发生,但它所调节的诸如CNTNAP2的基因变化可能关乎语言障碍常见的表现形式。最近研究显示CNTNAP2基因的断裂与ASD和抽动秽语综合征(GTS)都有关系(Poot et al.2010)。目前,有关FOXP2-CNTNAP2通路将成为研究语言障碍机制的新趋向(Bishop 2009)。

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