自闭症谱系障碍非编码区新生突变的大规模并行功能解析揭示调控新机制

推荐：本研究针对自闭症谱系障碍(ASD)中非编码新生突变(ncDNMs)的功能机制难题，整合单细胞表观组注释、深度学习预测模型和并行报告系统(MPRA)，系统评估22.7万ncDNMs，发现238个功能性调控突变，其中137个下调突变(DrMuts)与ASD风险显著相关(OR=4.34)。研究首次证实非编码突变通过调控LoF不耐受基因影响神经发育，为ASD分子机制提供新见解。

　　

自闭症谱系障碍(ASD)作为影响全球1%-2%儿童的神经发育疾病，其遗传机制研究长期聚焦于编码区突变，而占基因组98%的非编码区域却如同"暗物质"般难以解读。尽管既往研究通过Simons Simplex Collection(SSC)和MSSNG队列发现数百个ASD易感基因，但非编码新生突变(ncDNMs)的功能验证始终是领域内悬而未决的难题——生物信息学预测结果矛盾重重，实验验证体系尚未建立，细胞特异性调控网络更如迷宫般复杂。

南京医科大学公共卫生学院全球健康中心流行病学系的研究团队在《Journal of Ginseng Research》发表的研究中，开创性地构建了"注释-预测-验证"三位一体的分析框架。通过对SSC和MSSNG队列4,673例ASD患者及1,967名对照的227,878个ncDNMs进行系统研究，首次实现从海量突变中精准捕捞功能性调控元件，为破解ASD非编码遗传密码提供全新范式。

研究采用三大关键技术：基于前额叶皮层单细胞ATAC-seq的细胞轨迹顺式调控元件(PCREs)注释、深度学习模型DeepSEA预测变异功能影响、以及SH-SY5Y/IMR-32神经细胞系的并行报告系统(MPRA)实验验证。通过整合多组学数据和功能实验，研究人员不仅建立高通量筛选体系，更创新性地将调控突变分为上调型(UrMuts)和下调型(DrMuts)，揭示其差异化的疾病关联模式。

【Prioritization of functional ncDNMs in positive cis-regulatory elements from human prefrontal cortex】
研究首先锁定前额叶皮层发育关键期的10,430个ncDNMs，通过深度学习预测筛选出1,152个潜在功能性突变。MPRA实验最终确认238个功能性调控突变，其中137个DrMuts表现出显著转录抑制效应，而101个UrMuts则激活基因表达。

【Discussion】
深入分析显示，仅调控LoF不耐受基因的DrMuts与ASD风险显著相关(OR=4.34, P=0.001)，这些突变富集于神经突触形成和染色质重塑通路。研究鉴定出42个潜在ASD风险DrMuts，涉及41个易感基因（含29个新候选基因），其中CHD8⁺调控区的突变可使其靶基因表达降低3.2倍。

该研究突破性地证实：非编码突变通过剂量敏感机制影响LoF不耐受基因，这种"双重打击"效应可能是ASD发病的关键环节。建立的MPRA验证体系为群体遗传学研究提供实验金标准，而细胞特异性注释策略则开创了解读非编码变异功能的新路径。这些发现不仅拓展ASD致病突变谱系，更为复杂疾病非编码遗传机制研究树立方法论典范。