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Cell:自闭症不仅仅是大脑的问题

2016/06/14 来源:生物探索
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导读
6月9日在线发表在Cell上的一项在小鼠中进行的研究,表明至少某些方面的障碍包括如何触摸感知、焦虑和社会异常与非大脑区域的神经系统缺陷相关。


自闭症谱系障碍(ASD)的特点是受损的社会互动和重复性的行为,往往伴随着对感官刺激的不正常反应。自闭症通常被认为是大脑发育缺陷引起的,但是6月9日在线发表在Cell上的一项在小鼠中进行的研究,表明至少某些方面的障碍包括如触摸感知、焦虑和社会异常与非大脑区域的神经系统缺陷相关。这些分布于四肢、手指和身体其它部位的外周神经将感觉信息传入大脑。

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构建只在外周感觉神经元出现突变的小鼠

哈佛医学院的神经生物学家,资深作者David Ginty说“一个基本的假设是,ASD仅仅是大脑的一种疾病,但我们发现并非总是如此。小鼠遗传学的进展让我们可以通过只在特定的神经细胞中改变ASD相关基因来研究它们和它们的效应。”

在这项新的研究中,研究人员检测了与人类ASD相关基因突变的影响。特别的是,他们专注于Mecp2,会引起Rett综合症(这是一种和ASD 以及Gabrb3相关的失调,也归在ASD中),他们也分析了其它两个和ASD类似行为相关的基因:Shank3和 Fmr1。

这些基因被认为对于神经细胞的正常功能是必不可少的,以前的研究已经将这些突变和突触功能(神经元如何相互沟通)的问题联系起来。

Ginty说:“虽然我们知道有一些基因和ASD相关,挑战和主要的目标是找到在神经系统中哪里出了问题。通过构建只在外周感觉神经元出现突变的小鼠,这些小鼠可以感知到皮肤上轻微的触觉刺激,我们发现突变对于产生对触觉异常敏感的小鼠是必要和足够的。”


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小鼠触觉和社会互动都异常

研究者测试了小鼠对触摸刺激的反应,例如一个轻的气流吹在它们背上,并且测试了它们能否区分物体间的不同纹理。只在感觉神经元出现ASD基因突变的小鼠显示出对触觉刺激的高度敏感,且不能区分不同质地。在皮肤的触觉敏感神经元和脊髓神经元之间的神经冲动传输也异常。总的来说,这些结果表明和自闭症相关的基因突变小鼠有触觉方面的缺陷。

研究人员接下来通过建立实验来观察小鼠避免到户外去的程度以及它们和从未见过的小鼠相互配合的程度来检测小鼠的焦虑和社会互动。令人惊讶的是,仅在外周感觉神经元出现ASD基因突变的动物显示出高度的焦虑和其它小鼠很少互动。Ginty说:“对于这些行为模拟人类中看到的ASD有多相近是有争论的。但在我们的领域中,这些都是我们认为的焦虑样行为和社会互动的缺陷。”

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感觉功能障碍导致行为障碍

Ginty说:“这项工作的一个重要方面是:我们已经表明触觉、感觉功能障碍导致行为障碍,这在以前还没见过。在这种情况下缺陷是焦虑和社会交往的问题。”然而在这点上,触觉的问题如何导致焦虑和社会问题是不明确的。

第一作者Lauren Orefice,Ginty实验室的博士后说:“根据我们的发现,我们认为这些ASD相关基因突变的小鼠在外周神经元的‘量的开关’上出了问题。”基本上,在这些神经元量都被调高了,导致动物在一个增高的、夸大的水平感知触摸。

Ginty补充:“我们认为这和人类的ASD在相同的原理上起作用。”

Orefice说:“触觉调节我们与环境的相互作用是重要的,这样我们才能感知我们周围的世界。触觉异常是自闭症的一个方面,我们并不认为这能解释人类中看到的所有病理现象。触觉中的缺陷可能有助于解释在一些ASD患者中观察到的行为。”

研究者正在探索能把周围感觉神经元的“量”重新回到正常水平的、包括遗传和药物的方法。

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