《Hygiene and Environmental Health Advances》：Cortical transcriptomic dysregulation in autism spectrum disorder: a conceptual synthesis
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自闭症谱系障碍（ASD）是一种异质性神经发育障碍，人类死后皮层转录组研究已识别出反复出现但具有情境依赖性的分子异常。本叙述性综述综合了来自ASD皮层的RNA测序（RNA-seq）证据，将反复出现的发现组织为三个相互作用的皮层领域：突触/神经元程序、免疫-胶质程
自闭症谱系障碍（ASD）是一种异质性神经发育障碍，人类死后皮层转录组研究已识别出反复出现但具有情境依赖性的分子异常。本叙述性综述综合了来自ASD皮层的RNA测序（RNA-seq）证据，将反复出现的发现组织为三个相互作用的皮层领域：突触/神经元程序、免疫-胶质程序以及RNA调控过程。在批量皮层数据集中，最可复制的信号包括神经元和突触表达程序的相对下调，以及胶质相关和神经免疫特征的上调；而转录本水平分析进一步涉及选择性剪接、微外显子失调、差异转录本使用和同工异构体水平扰动。单核及相关的细胞解析方法将这些异常定位于特定的神经元和胶质细胞群体，而长读长策略则增强了对转录本结构和同工异构体复杂性的推断。在此框架内，线粒体相关发现最好被理解为一个关联的生物能量组分，而非同等确立的独立转录组领域。该综述还总结了皮层ASD转录组学的主要解释性限制，包括区域特异性、发育阶段、队列异质性、细胞类型组成、死后组织质量以及跨平台可比性。
概念性框架：皮层ASD转录组失调的三个相互作用领域
该综述将人类死后ASD皮层的反复发现组织为三个相互作用的转录组领域，而非孤立信号。第一领域为突触和更广泛的神经元程序，涉及神经元通讯、突触组织和皮层回路功能。第二领域为免疫-胶质程序，包括皮层组织内检测到的胶质和神经免疫特征。第三领域为RNA调控过程，涵盖选择性剪接、微外显子调控、差异转录本使用、同工异构体水平失调及相关转录本加工紊乱。这三个领域共同构成了比任何单一通路更为精确的皮层ASD转录组解释框架。RNA调控过程的中心定位尤为重要，因为ASD相关皮层失调并非仅限于总基因丰度的变化；转录本水平研究已涉及神经元微外显子失调、选择性剪接、区域转录模式改变、差异转录本使用和同工异构体水平扰动，表明RNA加工和转录本结构构成了皮层分子失调的实质性层面。此外，这些领域并非独立的病理层级：免疫-胶质激活可能与神经元活动依赖或突触程序改变伴随发生，而细胞解析分析将ASD相关失调定位于特定神经元和胶质细胞群体。
突触和神经元失调
在ASD皮层转录组反复发现中，突触和更广泛神经元程序的改变是最为一致观察到的现象。早期死后皮层转录组工作识别出与突触和神经元功能相关的神经元共表达模块的破坏，以及通常区分额叶和颞叶皮层的区域表达差异的减弱。后续皮层研究通过报告神经元活动依赖基因的失调、突触和神经元表达程序的广泛改变、区域转录组组织的改变以及跨更广泛皮层采样框架的突触基因集下调，强化了这一模式。独立整合性工作进一步显示，自闭症相关皮层厚度差异富集于突触和转录下调基因，这些基因与死后皮层失调强重叠，支持了该转录组信号超越任何单一队列的解剖学相关性。该信号的强度不在于任何单一候选基因，而在于跨独立皮层转录组分析中程序水平神经元和突触失调的反复出现。更近期的单细胞和单核研究表明，突触和神经元失调并非均匀分布于整个皮层，而是富集于特定的神经元群体。特别是上层兴奋性神经元群体已被反复涉及，更新的单细胞分析进一步将ASD相关分子级联与特定皮层细胞状态而非弥散的组织范围异常相联系。这一解释与汇聚的死后皮层证据广泛兼容，包括层状和抑制性微环路异常，如转录组紊乱皮层斑块内的层特异性胶质-神经元失衡和前额叶皮层中 chandelier 细胞相关抑制元素的减少。神经元聚焦转录组分析还表明，改变的神经元活动相关特征可在神经元隔室内与神经免疫、应激相关和转录加工异常共存，强调突触和神经元失调应在更广泛但仍以皮层为中心的分子背景下进行解释。
免疫-胶质程序在ASD皮层中
与突触和神经元失调并列，ASD皮层转录组研究反复报告免疫相关和胶质相关程序的上调。早期皮层网络水平分析识别出与胶质和免疫功能相关的非神经元共表达模块，而后续转录组研究通过报告死后皮层中先天免疫反应基因和更广泛免疫-胶质特征的失调，强化了这一观察。后期大规模皮层分析进一步支持该信号跨区域和队列的反复出现，表明免疫-胶质变化构成ASD皮层的可重复转录组领域而非纯粹的外周观察。此转录组模式与自闭症中胶质标志物表达改变和星形胶质细胞异常的死后皮层直接证据广泛兼容，包括前额叶皮层星形胶质细胞数量减少伴激活状态增加。需注意"免疫-胶质"在此处用作胶质相关和神经 immune 程序的转录组描述符，而非所有皮层区域或ASD病例中存在统一炎性病理的断言。细胞解析研究通过将ASD相关失调定位于特定皮层细胞状态而非非特异性组织范围炎性背景，精炼了这一图景。单核分析涉及小胶质细胞分子状态以及上层兴奋性神经元群体，更新的单细胞研究类似地将ASD相关分子级联与特定皮层细胞类型相联系。这一基于状态的解释也与人类皮层神经病理学证据一致，包括背外侧前额叶皮层中小胶质细胞密度和激活增加、小胶质-神经元空间组织异常以及颞叶皮层发育性小胶质细胞启动。神经元聚焦分析进一步表明，神经免疫或应激相关转录组特征也可能在神经元隔室内检测到，强调免疫-胶质程序与其他皮层领域相交而非孤立运作。
ASD皮层中的RNA调控过程
ASD皮层失调不限于总基因丰度的变化。跨死后皮层研究，反复出现的转录本水平异常包括选择性剪接变化、正常区域转录模式减弱、微外显子失调、同工异构体水平扰动、差异转录本使用和长的非编码RNA（lncRNA）表达改变，表明RNA加工对ASD皮层的分子架构有实质性贡献。大规模跨区域分析进一步显示，广泛的皮层基因表达失调与转录本水平破坏共存，强化RNA调控过程应被解释为ASD皮层转录组学的核心领域，而非RNA-seq的次要技术特征。更新的研究通过显示转录加工和同工异构体相关异常可在特定皮层细胞背景下被解析，精炼了这一领域。同工异构体网络分析和差异转录本使用已表明转录本水平失调是结构性的而非弥散的，更近期的单细胞工作将ASD相关分子级联与特定皮层细胞类型相联系。这一更广泛的解释也与机制工作一致，显示神经元剪接调控因子如RBFOX1在人神经元发育过程中协调剪接和转录网络，尽管此类研究提供的是背景性支持而非直接的ASD皮层证据。神经元聚焦分析进一步表明，转录加工异常可能与神经元隔室内改变的神经元活性和应激或神经免疫相关状态共存，支持RNA调控破坏可能塑造突触和免疫-胶质程序如何在皮层中表达的观点。在此框架内，线粒体和更广泛生物能量发现最好被理解为皮层失调的关联组分，而非同等确立的独立领域。最强支持的解释来自证据显示线粒体相关下调与死后自闭症皮层中突触传递相关程序的下调密切相关，这与耦合的生物能量-突触负荷而非独立的线粒体转录组轴一致。更有限的区域特异性研究报告了名义上的线粒体相关表达差异，但这些发现在多重检验校正后未能保持稳健，因此需要独立复制。
转录组方法和解释性限制
不同RNA-seq方法在ASD皮层研究中不应被视为可互换的，因为它们捕获转录组失调的不同但互补层面。这一区分在本文框架中尤为重要，其中突触/神经元程序、免疫-胶质状态和RNA调控过程在不同生物分辨率水平上进行推断。因此，每个平台的主要价值不仅在于测序深度或通量，还在于其支持的推断类型。批量RNA-seq仍是识别跨死后皮层组织水平程序的最强方法，包括协调的神经元/突触下调、免疫-胶质上调以及跨皮层区域的广泛转录组重组。其主要局限在于估计值是跨混合细胞群体平均的，因此对细胞组成变化、组织质量和区域特异性采样敏感。单细胞和单核RNA-seq通过将失调定位于特定皮层细胞群体和状态而非批量组织整体，提供了不同水平的推断。在ASD皮层中，这些方法帮助解析上层兴奋性神经元、小胶质细胞状态和其他细胞隔室内的信号，从而精炼突触、免疫-胶质和应激相关程序的解释。其主要限制包括样本可获得性、技术复杂性、组织处理要求和跨队列可比性。长读长RNA-seq与RNA调控领域尤为相关，因为它提高了全长转录本、同工异构体和先前未注释转录本变异的结构分辨率。其主要贡献因此不是广泛的程序发现，而是更强的转录本结构和同工异构体推断，这可以补充短读长关于剪接和转录本使用的发现。同时，定量仍受通量、平台特异性错误特征和流程依赖性的限制。这些方法共同是互补但不可互换的：批量RNA-seq最适合跨皮层的程序水平发现，sc/snRNA-seq适合细胞类型和细胞状态定位，长读长RNA-seq适合转录本结构和同工异构体分辨率。跨平台的解释仍受区域特异性、发育阶段、队列异质性、组织质量和分析流程的条件限制。
关键限制和优先事项
皮层ASD转录组学的解释仍受区域特异性、发育阶段、临床异质性以及批量皮层数据集对细胞类型组成和死后组织质量的依赖所限制。尽管单核和长读长方法在细胞和转录结构分辨率上大幅改善，但仍受样本可获得性、技术复杂性、通量和跨研究可比性的限制。未来优先事项因此包括跨独立皮层队列和区域的复制、批量、单核和同工异构体感知方法的更紧密整合，以及在将外周转录组信号与皮层免疫-胶质状态相关联时保持持续谨慎。
结论部分指出，人类死后皮层转录组学研究最一致地支持突触/神经元程序下调、免疫-胶质信号上调和RNA调控过程破坏的反复出现，而非单一不变的分子特征。这些发现最好被解释为相互作用的皮层领域，线粒体相关信号作为关联的生物能量组分而非同等确立的独立领域保留在框架内。未来进展将依赖于跨皮层区域和发育阶段的复制，以及批量、单核和同工异构体感知方法的更紧密整合。
