PNAS：先天基因-后天环境双重因素影响自闭症的发生

　　

麻省理工学院Picower研究所学习与记忆方面的神经学家发现，一群基因在先天和后天的脑部发育过程中起关键作用，先前的研究从没怀疑这一群基因具有这些功能。

 

麻省理工学院的这一研究结果发表在7月8号的《Proceedings of the National Academy of Sciences》上，新的研究结果可能有助提高自闭症或是其他与脑功能相关的障碍症（受外界环境影响的脑部疾病）的治疗技术。影响疾病发生的先天因素主要是——基因，受后天影响的因素主要是——外在环境影响。

 

Mriganka Sur Sherman Fairchild是文章的合著者，他们认为，研究结果指明，脑部机能紊乱可能与遗传有关，也可能受环境的影响。Mriganka Sur Sherman Fairchild是麻省理工学院Picower研究所的神经科学教授，也是麻省理工学院脑科与认知科系的系主任。在脑部发育过程中，有多种基因涉及其中，它们影响各种蛋白的表达。一旦基因表达活性被改变，那么由这些基因控制的蛋白活性也将改变。因此，我们的研究揭示了脑部发育的重要机制，也为脑部机能紊乱症如自闭症提供了新的治疗理论。

 

在脑部发育中，只有受到到外界的刺激时，有些基因才会表达，或者说有些基因才被激活。有些基因就像是开关般，受外界改变（如有人按开关）就表达或是沉默，基因是不需要电流的开关，受到外界刺激改变就能表达某一功能蛋白。

 

Sur和同事发现，一套新颖的基因群，包括一种钙传感器蛋白——心肌钙蛋白C（cardiac Troponin C或c TropC），心肌钙蛋白C的变化对脑部发育的影响十分敏感。如果在脑部发育的关键阶段，缺乏心肌钙蛋白C将可能导致患自闭症。

 

研究者们对单眼剥夺的分子机制开展了长时间的研究，单眼剥夺是指在脑部发育关键阶段，将生物体其中一个眼睛的视力剥夺，结果会导致另一只眼睛永久性失明，就是对其中一只眼恢复视力也无济于事。这一现象被认为是脑部发育的重要模型，一旦眼周围的突触被剥夺来自外界的刺激，或者说被后天环境刺激隔离，那么就会影响另一只眼的视力发育。

 

Sur和他的同事希望弄清楚影响这一现象发生的基因表达情况。他们希望可以找出先天基因和后天环境变化两者间的关联，比如说后天变化会导致基因表达发生哪些变化。通过对后天因素影响基因表达模式的研究，科学家希望可找出后天变化与基因间的直接关系，他们希望可找出产生发育障碍的病因。

 

研究者们相信，自闭症的产生主要是由于在关键的发育阶段脑部产生了一些不利的变化。不同时期的关键性影响会影响自闭症患者不同的认知功能，比如说有些自闭症患者的语言能力和社交能力受到影响。

 

Sur说，自闭症是一种严重的遗传性紊乱症：基因的改变会导致自闭症产生，但是对基因本身来说一些改变只是简单地影响蛋白的表达。通常除了基因外，还存在其他的影响因子。对自闭症来说，其他的影响因子暂时未知，已知的是，来自环境的刺激会影响其他基因的分子表达或是化学物的变化。

如果科学家们清楚在关键的发育过程中基因如何因外界环境变化而产生改变，那么他们将可能阻止基因改变，或是逆转基因改变过程。

 

除Sur外，其他的作者还包括有Alvin W. Lyckman，麻省理工学院前博士后研究者，现在为杜夫大学的教员；麻省理工学院的脑科与认知科学专业的研究生Sam H. Horng 和Cortina L. McCurry；Picower研究院的博士后Daniela Tropea 和Audra Van Wart；以及其他研究院的一些学者。

 

该研究受国立卫生研究所和Simons基金赞助。

 

（生物通 张欢）