Science:自闭症研究取得重要进展

【字体: 时间:2016年02月01日 来源:生物通

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  2010年丹麦一项大型研究发现,怀孕时受到严重感染的女性更容易生出有自闭症的孩子(虽然这种风险并不高)。最近MIT、麻省大学、科罗拉多大学和纽约大学的研究人员通过小鼠研究揭示了这一现象背后的潜在机制。他们在一月二十八日的Science杂志上发表文章指出,在母体炎症中激活的免疫细胞会生成一种效应分子(IL-17),干扰胎儿的大脑发育。阻断这一信号可以使行为和大脑结构恢复正常。

  

生物通报道:自闭症又称孤独症,是一种发育障碍类疾病。主要表现为社交障碍、沟通困难、重复刻板行为以及言语发育迟缓。患者通常起病于3岁之前,生活基本不能自理, 可能需要持续一生的治疗。到目前为止,人们还没有找到可以治愈自闭症的药物。

2010年丹麦一项大型研究发现,怀孕时受到严重感染的女性更容易生出有自闭症的孩子(虽然这种风险并不高)。最近MIT、麻省大学、科罗拉多大学和纽约大学的研究人员通过小鼠研究揭示了这一现象背后的潜在机制。他们在一月二十八日的Science杂志上发表文章指出,在母体炎症中激活的免疫细胞会生成一种效应分子(IL-17),干扰胎儿的大脑发育。阻断这一信号可以使行为和大脑结构恢复正常。

“在母体炎症建立之后用抗体阻断IL-17,可以缓解后代的一些行为症状,”文章第一作者,MIT的助理教授Gloria Choi说。

在2010年的研究中,严重流感、病毒性肠胃炎和尿路感染都和自闭症风险有关。妊娠早期的严重病毒感染可转化为三倍的自闭症风险,孕中期的严重细菌感染可使自闭症风险增加1.5倍。

后来人们发现,在母体感染和自闭症行为的关联中,免疫信号分子IL-6起到了一定的作用。鉴于免疫细胞Th17是由IL-6激活的,研究人员想知道这些细胞是否涉及了与母体感染有关的自闭症行为。

研究人员给怀孕小鼠注射双链RNA类似物,以类似病毒的方式刺激免疫系统。研究显示,受感染小鼠的后代确实出现了类似自闭症的行为异常。如果先让怀孕小鼠的Th17细胞失活再诱导炎症,后代小鼠就不存在行为异常。在怀孕小鼠受到感染之后用抗体阻断Th17细胞生产的IL-17,后代小鼠也不会表现出行为异常。

研究人员还对受感染怀孕小鼠的胎儿进行了研究,发现胎儿的大脑细胞表达IL-17受体。他们认为IL-17会刺激细胞生产更多的IL-17受体,由此扩大自己的影响。进一步研究显示,小鼠胎儿的大脑皮层出现了不规则结构。大脑皮层是处理认知和感觉的重要区域,正常情下皮层是非常清晰的,但自闭症患者的皮层比较紊乱。在这项研究中,小鼠胎儿的大脑不规则结构发生在相同的地方。当研究人员阻断母体Th17细胞的时候,这些结构就不会出现。

研究人员希望他们的工作可以帮助那些在怀孕期间受到严重感染的女性,减少她们孩子出现自闭症的几率。他们还想知道小鼠对母体炎症的易感性是否受基因影响,因为自闭症中有很强的遗传因素。

大脑皮层的中间神经元功能障碍,被认为与癫痫、精神分裂症和自闭症有关。纽约大学Langone医学中心的研究团队,利用芯片对突触相关分子进行了筛选。研究显示,Cntnap4在发育中的小鼠中间神经元高度富集。随后研究人员建立了缺乏Cntnap4的突变型小鼠,结果他们发现些小鼠都成了莫希干头(Mohawk Hairstyel)。其实,小鼠的莫希干造型是过度理毛的结果,这种重复性行为与其大脑疾病有关,相当于人类中的自闭症。这项研究首次将自闭症行为追溯到了特定的生物学通路,为治疗自闭症带来了新的希望。(更多详细信息参见:Nature:莫希干头与自闭症

2014年09月Caltech研究团队在Cell杂志上发表文章,揭示了大脑中的一个跷跷板回路,这个回路可以决定小鼠是否合群。自闭症患者往往不喜欢社交,更倾向于表现出孤僻的重复行为。已知自闭症与大脑杏仁体功能障碍有关,杏仁体结构参与了大脑中的情绪处理。研究人员在小鼠杏仁体中发现了相互对立的两类神经元:一类神经元促进社交行为,比如交配、打架或社交性理毛;另一类神经元控制着非社交性行为,比如反复自我理毛。研究显示,“社交神经元”是释放神经递质GABA的抑制性神经元,而“自我理毛神经元”是释放神经递质谷氨酸的兴奋性神经元。(更多详细信息参见:Cell:大脑“跷跷板”决定你是否合群

2015年12月,Current Biology杂志发表了自闭症研究的一个重要突破。哈佛大学的科学家们首次将人类大脑的一种神经递质与自闭症行为关联起来,为理解、诊断和治疗自闭症提供了非常宝贵的信息。研究显示,有一种视觉测试能刺激自闭症大脑和正常大脑产生不同的反应,而且这种差异与GABA的信号通路崩溃有关。GABA是大脑主要的抑制性神经递质之一。研究人员指出,类似的视觉测试将有望用于筛查患有自闭症的幼儿,使家长和医生可以更早采取干预措施。(更多详细信息参见:Cell子刊:自闭症研究获重要突破

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:The maternal interleukin-17a pathway in mice promotes autismlike phenotypes in offspring.

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