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研究人员致力于解开自闭症之谜

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4月是全国自闭症宣传月,全世界的研究人员都在努力更好地了解这种复杂的情况。

提高自闭症意识根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据,美国每44个儿童中就有一个患有自闭症谱系障碍(ASD),男孩的发病率是女孩的四倍。

有超过100个基因与自闭症有关,这使得寻找潜在的病因和治疗方法变得更加困难。

对小鼠的新研究揭示了ASD的一些原因和触发因素,以及潜在的治疗方法。

睡眠障碍和ASD

患有自闭症谱系障碍的人更有可能有睡眠问题——高达86%,而普通人群为15-21%。睡眠障碍和ASD之间的联系早就被注意到了,但直到最近,睡眠障碍还被认为是ASD的副作用,而不是ASD的病因或核心特征。

现在,新的研究表明,这种联系可能更深层次,可能与生物钟故障有关。

来自明尼苏达大学、德克萨斯大学和希腊希腊研究与技术基金会生物医学研究所的一组研究人员发现,自闭症谱系障碍的发展可能与生物钟基因的破坏有关。

在这项研究中,研究人员发现,在自闭症小鼠模型中删除Bmal1基因会导致与ASD一致的行为,包括社交障碍、过度重复行为和运动学习障碍。

Bmal1基因存在于人体各处,被认为是调节人体生物钟的关键部分。生物钟是一个24小时的生物计时器,影响包括睡眠和新陈代谢在内的日常功能。

研究小组计划将调查范围扩大到自闭症谱系障碍患者中经常突变的其他时钟基因。

在哈佛大学的另一项研究中,研究人员在携带TSC1或TSC2基因突变的小鼠中发现了非典型昼夜节律,这些突变与结节性硬化症有关,结节性硬化症是一种罕见的遗传疾病,在40-50%的病例中会导致ASD诊断。

在华盛顿州立大学斯波坎分校,研究人员也在调查自闭症与睡眠的联系,包括与SHANK3基因突变有关的睡眠问题,该基因也与ASD有关。缺少SHANK3基因的小鼠即使在睡眠不足的情况下也难以入睡,研究小组认为睡眠不足可能会改变大脑的发育,从而导致后来的ASD诊断。

毛毯效应:陌生环境中的熟悉物体

SHANK3基因也是瑞士巴塞尔弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的一个研究小组的目标,该研究小组正在研究SHANK3突变如何影响小鼠的行为——尤其是与环境因素有关的行为。

在携带两个SHANK3基因突变副本的小鼠中,处于不熟悉的环境会引发社会参与问题和重复行为的增加。然而,如果不熟悉的环境中有熟悉的物体,或者老鼠在丰富的环境中长大,这些行为就会减轻。

在测试中,研究人员通过让SHANK3小鼠熟悉新环境中的物体10天,然后再将它们引入不熟悉的环境,或者通过让小鼠在有玩具和运动轮的集体环境中饲养,使它们的行为正常化。

这一发现可以帮助科学家理解为什么自闭症谱系障碍患者难以应对陌生环境或意外情况,并表明在遇到新环境时使用熟悉的物体可以减少或预防一些自闭症特征。

该团队计划对其他自闭症小鼠模型进行测试,看看其他基因突变是否会导致相同的结果。

炎症、母亲和肠道-大脑的联系

许多患有ASD的人都有高度的胃肠道炎症,哈佛医学院和麻省理工学院的新研究可能已经找到了原因。

通过对小鼠模型的研究,研究人员发现,怀孕期间的感染会影响胎儿大脑的发育,并导致小鼠模型中类似自闭症的行为症状,以及更高的肠道炎症易感性。

根据克利夫兰诊所基因组医学研究所对小鼠的一项新研究,母体感染并不是炎症可能导致后代自闭症样特征的唯一途径。

研究小组发现,遗传上易患炎症的女性更有可能生下患有ASD的孩子。

孕妇的炎症与孩子患自闭症的几率略有增加之间已经有了已知的联系。克利夫兰大学的研究探讨了是否仅仅是母亲的基因导致了更高水平的炎症,而不是感染等环境原因。

研究小组研究了PTEN基因,当该基因发生突变时,该基因被认为占所有自闭症病例的2-17%。

他们开发了一种只有一个PTEN基因副本的小鼠模型,而不是通常的两个,然后用野生型小鼠繁殖一个PTEN基因副本的小鼠。只有一个PTEN基因的母鼠和野生型雄性的幼仔更有可能表现出与自闭症相关的行为,即使它们有两个功能完整的PTEN基因。出生时带有一个PTEN功能副本的幼崽甚至有更严重的自闭症样行为。

此外,只有一个pten基因的母亲在怀孕期间的il -10水平要低得多,il -10是一种抑制炎症的分子,她们未出生的后代肝脏中的免疫蛋白水平也较低。

研究小组计划测试其他基因与怀孕期间炎症的联系。

一种抗癌药物有望治疗ASD

一种名为vorinostat(也称为SAHA)的癌症药物通常用于治疗淋巴瘤,在自闭症小鼠模型中显示出减少重复行为、改善记忆力和社交能力的前景。

密歇根州立大学的研究人员创建了一个小鼠模型,在它们的大脑中缺少自闭症相关基因ASH1L的两个副本。大脑中缺少ASH1L的小鼠表现出更多的重复行为,对社交的兴趣降低。

然后,研究小组开始每天给ash1l缺失的小鼠注射伏立诺他,并进行一系列行为测试。接受伏立诺他治疗的小鼠表现出更强的社交能力、更好的记忆力、没有过度的梳洗,但仍然表现出加剧的焦虑行为和运动问题。

研究人员计划继续在小鼠的不同生命阶段测试这种药物,看看效果是否一致。

男孩严重的病毒感染

科学家们可能发现了小男孩严重的病毒感染与后来被诊断为自闭症谱系障碍之间的联系。

为了研究可能的联系,加州大学洛杉矶分校的研究人员模拟了患有结节性硬化症的年轻小鼠的感染,结节性硬化症是一种与人类自闭症密切相关的遗传疾病。后来,被“感染”的雄性小鼠表现出了自闭症谱系障碍中常见的社会行为受损,比如与其他小鼠沟通能力差,无法区分以前见过的小鼠和陌生小鼠。

支持这一发现的是芝加哥大学收集的约360万住院儿童的数据。数据显示,后来被诊断为自闭症的男孩更有可能在1.5岁到4岁之间因感染而住院。

研究人员说,感染本身不太可能导致自闭症,但对于基因上已经有自闭症倾向的男性来说,可能是一个触发因素。

老鼠的研究可以解释为什么会发生这种情况。严重的感染可能会导致身体过度产生编码小胶质细胞的基因,小胶质细胞是神经系统的主要免疫细胞。过多的小胶质细胞会影响大脑发育,从而导致与自闭症相关的社交和语言障碍。男性和女性的小胶质细胞发育可能不同,这可以解释为什么只有男孩受到影响。

当研究人员给受感染的小鼠服用雷帕霉素(一种靶向小胶质细胞的药物)时,雄性小鼠在感染后要么没有表现出自闭症样的社会问题,要么停止表现出已经开始发展的问题。

研究人员说,结论很简单:不要低估严重病毒感染可能造成的长期损害,给你的孩子接种疫苗。在患有早期病毒感染的男孩中,有可能对他们进行治疗,这样他们以后就不会发展为自闭症。


自闭症谱系障碍有许多相关症状、广泛的诊断和数百种可能的病因,是最难理解和治疗的疾病之一。幸运的是,研究人员对小鼠模型的研究继续为我们带来希望。

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