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自闭症谱系障碍（ASD）病因复杂，氯离子电压门控通道 - 4（CLCN4）功能障碍与 ASD 相关。研究人员构建 Clcn4 基因敲除（KO）小鼠模型开展研究。结果显示，Clcn4 KO 小鼠有 ASD 相关行为，相关基因表达改变，突触和树突异常，利培酮治疗可改善。该研究为 ASD 治疗提供方向。
在神经发育领域，自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder，ASD）一直是困扰科学界的难题。它是一种复杂的神经发育障碍，患者存在社交互动缺陷、沟通困难以及重复刻板行为。目前，其病因尚不明确，已知涉及遗传、环境和神经生物学等多种因素。在众多研究方向中，离子通道功能障碍逐渐受到关注，尤其是氯离子通道。氯离子电压门控通道 - 4（Chloride voltage-gated channel-4，CLCN4）作为氯离子通道家族的一员，在大脑中大量表达，对维持离子稳态和细胞内物质运输起着关键作用。然而，以往关于 Clcn4 基因敲除（Knockout，KO）小鼠的研究却出现了矛盾的结果，有的研究表明其没有神经学改变，这与人类中 CLCN4 突变导致神经发育障碍的现象相悖。
为了解开这些谜团，来自韩国多个研究机构（如韩国国立精神健康中心、东国大学医学院等）的研究人员开展了一项深入研究。他们旨在探究 CLCN4 缺陷与神经发育之间的潜在机制，并验证 Clcn4 基因敲除小鼠作为人类 ASD 模型的有效性，同时探索针对 ASD 的潜在治疗靶点。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是构建 Clcn4 基因敲除小鼠模型，通过 CRISPR - Cas9 技术删除 C57BL/6 小鼠 7 号染色体上的外显子 5；二是运用 RNA 测序技术分析小鼠神经祖细胞（mouse neural progenitor cells，mNPCs）的基因表达变化；三是进行多种行为学测试，如三腔测试、埋珠测试、Y 迷宫测试和被动回避测试等，评估小鼠的行为表现；四是利用 Western blotting 技术检测相关蛋白的表达和磷酸化水平；五是通过 Sholl 分析研究神经元树突的形态变化。
研究结果如下：
- Clcn4 KO 小鼠的行为学变化：与野生型（Wild Type，WT）小鼠相比，Clcn4 KO 小鼠在三腔测试中表现出社交互动减少，在埋珠测试中刻板行为增加，这表明 Clcn4 KO 小鼠出现了与 ASD 相关的行为。而利培酮（Risperidone）治疗后，这些行为得到显著改善，证明了 Clcn4 KO 小鼠作为 ASD 模型的有效性，同时也显示出利培酮对改善 ASD 相关行为的潜力。
- 基因表达分析：对 mNPCs 进行 RNA 测序发现，与 WT 相比，Clcn4 敲低（Knockdown，KD）细胞中调节跨突触信号、跨膜运输和神经元投射发育的基因显著下调。利培酮处理后，与离子跨膜运输、膜电位和神经元投射发育相关的基因表达增加。这表明 CLCN4 功能障碍影响了神经元发育相关基因的表达，而利培酮可以在一定程度上逆转这种影响。
- 突触蛋白的变化：在 Clcn4 KO 小鼠的大脑中，SYNAPSIN、PSD95、ERK 和 CREB 的磷酸化水平以及 CDK5 的表达均降低。在 Clcn4 KO 皮质神经元中，SYNAPSIN 的磷酸化和 PSD95 的表达也下降，说明突触功能受到破坏。利培酮治疗后，这些蛋白的水平得到恢复，进一步证明了利培酮对改善突触功能的作用。
- 神经元形态变化：Sholl 分析显示，Clcn4 KO 小鼠和人类 CLCN4 KD 神经元的树突分支和神经元投射长度均减少。利培酮治疗后，树突异常得到恢复。这表明 CLCN4 功能障碍影响神经元形态，而利培酮可以改善这种异常。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次发现 Clcn4 KO 小鼠表现出社交互动受损和刻板行为增加，这为 ASD 提供了表面效度。研究还表明 CLCN4 功能障碍导致突触和树突异常，而利培酮可以改善这些异常。这意味着树突生长和突触重塑可能是 ASD 药物疗效的内表型靶点，为开发针对 ASD 的治疗方法提供了新的方向。同时，研究结果也提示，在其他类似的神经发育障碍研究中，可以借鉴这种通过构建基因敲除动物模型，结合多种技术手段探究疾病机制和治疗靶点的研究思路。
