患有自閉癥的人有各種各樣的癥狀,沒(méi)有兩個(gè)人具有同樣的類(lèi)型和疾病嚴重程度。最近,針對數百名患者和近1000個(gè)基因進(jìn)行的大型分析發(fā)現,癥狀的多樣性可以追溯到患者基因突變的差異。這項研究是由哥倫比亞大學(xué)醫學(xué)中心的研究人員進(jìn)行,發(fā)表在12月22日的《NatureNeuroscience》。
生物通報道:患有自閉癥的人有各種各樣的癥狀,沒(méi)有兩個(gè)人具有同樣的類(lèi)型和疾病嚴重程度。最近,針對數百名患者和近1000個(gè)基因進(jìn)行的大型分析發(fā)現,癥狀的多樣性可以追溯到患者基因突變的差異。這項研究是由哥倫比亞大學(xué)醫學(xué)中心的研究人員進(jìn)行,發(fā)表在12月22日的《NatureNeuroscience》。
自閉癥研究人員已經(jīng)確定了數百個(gè)基因,當它們發(fā)生突變時(shí),可能增加患自閉癥譜系障礙(ASD)的風(fēng)險Nature兩項研究發(fā)現幾十個(gè)自閉癥基因。在A(yíng)SD患者當中看到的大部分可變性,被認為起源于基本遺傳變化的多樣性,包括特定基因突變和突變的嚴重程度。
本文資深作者、哥倫比亞大學(xué)內科&外科學(xué)院系統生物學(xué)和生物信息學(xué)副教授DennisVitkup博士指出:“如果我們能了解不同突變如何導致ASD的不同特征,那么我們就可以利用患者的遺傳圖譜,開(kāi)發(fā)精確的診斷和預后工具,甚至可能開(kāi)發(fā)出個(gè)性化治療。”
為了探討基因突變和自閉癥特征之間的聯(lián)系,Vitkup博士和哥倫比亞一組研究生(JonathanChang、SarahR.Gilman和AndrewH.Chiang),分析了來(lái)自SimonsSimplexCollection的數百名ASD患者的臨床數據。
自閉癥患者IQ和性別差異受突變嚴重程度的影響
該研究小組發(fā)現,更具破壞性的基因突變通常會(huì )導致更嚴重的疾病預后。Vitkup博士說(shuō):“看起來(lái)似乎高IQ的自閉癥患者通常是由溫和突變引起的。”
低言語(yǔ)或非言語(yǔ)IQ通常在某些基因中發(fā)生突變,這些基因在大腦中更為活躍。高IQ的人不太可能具有完全關(guān)閉這些基因的突變。相反,只部分傷害大腦中正?;蚬δ艿耐蛔?,似乎與高功能自閉癥病例顯著(zhù)相關(guān)。
自閉癥的性別差異,也可以追溯到個(gè)體中突變的基因類(lèi)型。雖然ASD在男性當中更為常見(jiàn),但ASD女性更可能出現嚴重的預后。
哥倫比亞大學(xué)的研究人員發(fā)現,與男性中的突變基因相比,在女性中突變的基因,通常在大腦內具有更高的活性。在女孩中非常有破壞性的ASD突變,通常存在于某些基因中,這些基因比正常大腦中的典型基因活躍兩倍。
Vitkup博士說(shuō):“這些模式與一種想法一致,即存在保護女性的機制。通常,只有當一個(gè)突變發(fā)生在高度活躍的基因中時(shí),我們才能在女性當中看到癥狀??紤]到男性和女性大腦中基因活性的內在差異通常大約有幾個(gè)百分點(diǎn),這些結果是相當有意義的。”
自閉癥突破可破壞大腦中多種細胞類(lèi)型
自閉癥患者的行為變化也可能源于受影響的腦細胞類(lèi)型,哥倫比亞大學(xué)的研究人員首次確定了大腦中哪種細胞類(lèi)型受自閉癥突變影響最大。
該小組通過(guò)研究小鼠大腦中許多相似細胞類(lèi)型中自閉癥相關(guān)基因的正?;顒?dòng),發(fā)現了這些細胞。分析表明,大腦中許多不同類(lèi)型的神經(jīng)元受到自閉癥基因突變的影響。
Vitkup說(shuō):“最終所有自閉癥基因突變匯聚到一個(gè)單一類(lèi)型神經(jīng)元或單一腦區,這個(gè)想法并不是我們在數據中看到的。相反,一個(gè)自閉癥突變通常會(huì )同時(shí)影響多個(gè)腦區。”
然而,特定的神經(jīng)元似乎比其他神經(jīng)元受到的影響更大。哥倫比亞大學(xué)的研究人員,在皮質(zhì)和紋狀體神經(jīng)元(它們形成一個(gè)控制重復動(dòng)作和行為的電路,如搖擺,ASD患者中很常見(jiàn))發(fā)現了強烈的影響。
Vitkup博士說(shuō):“關(guān)于參與自閉癥的神經(jīng)元和電路類(lèi)型,有很多假設,但是通過(guò)使用無(wú)偏見(jiàn)的全基因組方法,如本研究所使用的,我們可以了解哪些神經(jīng)元是最重要的,并解釋我們在A(yíng)SD患者觀(guān)察到的核心特征。”
了解自閉癥的下一步是確定相關(guān)電路,他說(shuō):“在過(guò)去5年當中,我們已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,我們現在已經(jīng)發(fā)現了多個(gè)受影響的基因,我們將會(huì )就這些基因在生物網(wǎng)絡(luò )中如何共同運作達成共識?,F在,根據受影響的基因,我們正在確定受影響的細胞類(lèi)型和大腦電路,并試圖將它們與個(gè)體患者的疾病預后聯(lián)系起來(lái)。”