《Neurobiology of Disease》：Drosophila prickle mutants display comorbid neurological phenotypes and present with autism spectrum disorder-associated phenotypes
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果蝇prickle突变体表现共病神经表型，并呈现自闭症谱系障碍相关表型：两个果蝇prickle亚型中任一缺失均导致神经表型；两个亚型在发育中的中枢神经系统（central nervous system，CNS）内展示不同的表达模式；pksple而非pkpk突变
果蝇prickle突变体表现共病神经表型，并呈现自闭症谱系障碍相关表型：两个果蝇prickle亚型中任一缺失均导致神经表型；两个亚型在发育中的中枢神经系统（central nervous system，CNS）内展示不同的表达模式；pksple而非pkpk突变体具有癫痫易感性并伴随显著运动缺陷；仅pksple突变体表现广泛的自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）特征；这些数据在遗传学上将癫痫与ASD联系起来。
果蝇prickle（pk）基因编码pkpk、pksple和pkM三种异构体，既往研究多集中于其在上皮细胞极性建立中的作用，而其在神经系统中的功能长期未受重视。人类PRICKLE1和PRICKLE2致病变异在ASD患者中富集，且PRICKLE突变与癫痫共病密切相关。然而，现有神经疾病模型研究常仅关注最突出的病理特征，忽略共病表型。本研究旨在利用果蝇pksple和pkpk异构体特异性无义突变体，系统评估其是否表现出共病的神经表型及ASD相关行为特征，从而探究prickle在癫痫与ASD关联中的遗传基础。研究人员发现，两种异构体在幼虫脑内表达模式不同，pksple突变体表现出癫痫易感性、运动缺陷、学习记忆障碍、痛觉过敏、社交隔离、求偶减少及过度梳理行为等ASD样表型，而pkpk突变体虽无癫痫和ASD相关行为，却呈现更严重的神经元细胞死亡、DNA损伤及寿命缩短。这些结果为prickle基因在遗传上将癫痫和ASD联系起来提供了直接证据，并提示不同异构体在神经系统中的功能分化。该研究凸显了在神经疾病模型中进行广谱表型分析的重要性。
研究人员主要运用以下关键技术方法：杂交链式反应（HCR）荧光原位杂交检测三种prickle异构体在幼虫脑中的表达；微阵列及基因本体（GO）分析比较突变体脑转录组；免疫组化结合共聚焦显微镜检测Dcp-1凋亡标记和H2AV DNA损伤标记，并以H&E染色评估神经退行性变；行为学检测包括pySolo视频追踪评估运动量和共济失调、负地性攀爬试验、惊厥发作监测、热痛觉逃逸试验、T迷宫嗅觉厌恶条件化学习/记忆、社交隔离试验、雄性求偶行为分析、自发梳理行为（含去头分析）、昼夜节律活动监测及视网膜电图（ERG）。果蝇品系选用Oregon-R、w1118和Canton-S背景，突变体均经至少7代回交以消除遗传背景影响。
在结果部分，各小标题及相应研究结论概括如下：
3.1 pksple和pkM转录本显示广泛重叠的脑表达，而pkpk表达广泛但更局限：HCR原位杂交显示，pksple和pkM在幼虫脑神经母细胞和未成熟神经元中广泛共表达，而pkpk仅在神经上皮及少数细胞中局部分布，表达差异可能解释突变体表型差异。
3.2 类似于pksple突变体，pkpk突变体固有免疫应答基因显著上调：微阵列和GO分析发现，pkpk突变体脑中有25个抗菌肽基因显著上调，但氧化还原通路基因上调数量远少于pksple突变体，且血眼屏障完整性未受损，表明固有免疫应答上调并非外周免疫细胞浸润所致。
3.3 pkpk突变体表现出显著的神经元细胞死亡、DNA损伤和寿命缩短：Dcp-1免疫染色和H&E切片显示，pkpk突变体在5、15、30日龄均较对照和pksple突变体有更高水平的神经元凋亡和脑神经毡空泡化；H2AV标记显示pkpk突变体脑内DNA双链断裂显著增多；寿命分析显示pkpk突变体中位寿命（30天）显著短于pksple（38天）和对照（44天），而胶质细胞特异性敲低Relish可恢复其寿命，表明固有免疫应答过度激活是寿命缩短的重要因素。
3.4 pksple而非pkpk突变体表现显著运动功能障碍，尽管神经元细胞死亡水平较低：攀爬试验和pySolo分析显示，pksple突变体在5、15、30日龄均表现出显著的攀爬通过率下降、中位转向角增大和总活动距离减少，而pkpk突变体仅在雌性攀爬和30日龄总距离上出现较轻微缺陷，提示癫痫易感性与运动障碍特异性关联于pksple。
3.5 易惊厥的pksple突变体具有显著的学习和记忆缺陷：T迷宫嗅觉厌恶条件化试验中，pksple突变体雄性和雌性的学习记忆表现指数（P.I.）均显著低于对照，而pkpk突变体与对照无差异；嗅觉感知和电击逃避能力基本正常，排除感觉障碍因素。
3.6 pksple而非pkpk突变体对疼痛敏感性增强：热板温度递增试验显示，pksple突变体在较低温度下即表现出增多的跳跃（伤害性）反应，而pkpk突变体跳跃次数显著减少，类似已知热不敏感突变体dTrpA1ins，提示pkpk突变体对伤害性热刺激不敏感，pksple突变体则痛觉过敏。
3.7 pksple和pkpk突变体出现昼夜节律缺陷：在12小时光照/12小时黑暗（LD）条件下，pkpk突变体晨昏预期活动显著降低，而pksple突变体无明显异常；转入持续黑暗（DD）后，两种突变体维持节律性的个体比例均显著下降（pkpk 43%，pksple 52%，对照82%），且节律强度（power）减弱；ERG显示两者视网膜光反应正常，排除光感知障碍。
3.8 pksple而非pkpk突变体相对对照表现出更显著的社交隔离：在社交室中测量个体间距离，pksple突变体在8–9分钟即表现出显著大于对照和pkpk的个体间距离，且在整个观察期间持续存在社交隔离，pkpk突变体与对照无显著差异。
3.9 pksple而非pkpk突变体表现雄性求偶行为减少：录像分析显示，pksple雄性求偶指数显著低于对照和pkpk，求偶潜伏期显著延长，交配尝试次数显著减少，而pkpk雄性与对照相近，表明pksple突变体社交沟通受损。
3.10 pksple而非pkpk突变体表现出梳理行为增加：自发梳理行为分析显示，pksple突变体雄性和雌性的梳理回合数、中位回合时长和梳理时间百分比均显著高于对照和pkpk，且前、后身体模块均受累；去头实验显示，去头的pksple突变体梳理时间显著回落至对照水平，证明该过度梳理行为由脑内神经环路驱动。
讨论部分，研究人员指出，pksple突变体表现出的学习记忆缺陷、痛觉过敏、社交隔离、求偶减少和过度梳理行为，与人类ASD核心特征高度对应，而pkpk突变体尽管神经元损伤更重，却仅出现昼夜节律异常，提示不同prickle异构体在神经系统中可能执行相对独立的功能。神经元死亡在不同脑区的分布差异可能解释表型分离：pksple突变体的死亡神经元可能涉及癫痫和高级认知相关环路，而pkpk突变体的广泛死亡可能未触及这些特定环路。Prickle异构体在表皮中作为“梯度整流器”协调细胞极性，而本研究提示在神经系统中，pksple和pkpk的表达模式与功能已发生分化。结论部分可翻译为：综上所述，本研究数据揭示同一基因中的不同突变可导致一系列表型，其中部分相似但许多显著不同，从而强调了在研究神经系统疾病相关基因时进行广谱表型分析的重要性；与其他神经疾病类似，许多癫痫伴有共病条件，扩大了疾病表型谱，只有通过仔细评估才能准确量化这些共病。
