自闭症患者大脑活动的遗传基础可能不同

吨根据一项新的研究，自闭症患者和非自闭症同龄人之间追踪大脑活动的某些基因的表达水平有所不同。许多受影响的基因编码对大脑发育很重要的蛋白质，特别是在抑制大脑活动的神经元中。

达拉斯德克萨斯大学西南医学中心神经科学副教授、联合首席研究员GenevieveKonopka说，研究大脑中与活动相关的基因表达的差异可能有助于阐明对自闭症影响最大的途径。

结果是一种方法的产物，该方法将成像研究的大脑活动测量值与死后大脑样本的基因表达数据进行比较。Konopka说，这项研究“是首批使用自闭症患者死后基因表达并评估这些基因表达模式如何影响自闭症相关表型的研究之一。”之前使用这种方法的研究发现了38个与大脑活动相关的基因，其中9个与自闭症有关，但完全依赖于非自闭症捐赠者的尸检样本。

英国剑桥大学自闭症研究中心助理研究员RichardBethlehem(未参与该研究)说，这使得研究结果“在理解自闭症生物学方面具有更高的特异性”。

钾onopka和她的同事分析了年龄在2至67岁之间的360名自闭症患者和302名非自闭症对照者大脑皮层11个区域的基因表达模式。基因表达数据来自PsychENCODE，这是一个死后大脑基因组数据存储库样品。

Konopka和她的团队随后仔细研究了来自自闭症脑成像数据交换库的功能性磁共振成像(fMRI)数据。他们检查了1,316人11个大脑区域的静息状态大脑活动模式，其中710人患有自闭症。参与者的年龄从5岁到64岁不等，自闭症组(79%)和对照组(87%)均以男性为主。

该团队确定了415个基因，这些基因的表达与自闭症患者和非自闭症患者大脑活动的相关性不同。研究结果发表在6月份的NatureCommunications上。

在非自闭症组中，415个基因分为三个不同的簇：在成年期高表达的基因、在早期发育中高表达的基因以及在整个生命周期中以固定速率表达的基因。自闭症和非自闭症组在早期发育和稳定基因簇中随时间显示出相似的基因表达变化，但与非自闭症同龄人相比，自闭症患者在成年基因簇中表现出基因上调的延迟。

成人簇富含对抑制大脑活动的抑制性中间神经元子集重要的基因。相比之下，Konopka和她的团队证明，早期发育集群富含与兴奋性神经元相关的基因。总之，这些结果增加了自闭症抑制与兴奋失衡的证据。这两个簇都在视觉皮层中高度表达，这表明在研究人员检查的数量有限的大脑区域中，这个大脑区域在自闭症中发挥着巨大的作用。

总的来说，费城宾夕法尼亚大学脑基因发育实验室的博士后研究员JakobSeidlitz说，一般来说，“从分子角度来看，有很多证据表明异常机制和发育过程很早就出现了”。谁没有参与这项研究。由于之前的研究主要集中在成人大脑中的基因表达，“这篇论文的发展方面真的很引人注目。”

英国伦敦大学学院威康爵士研究员KonradWagstyl说，这项研究具有创新性和重要性，但应谨慎解读研究结果尽管自闭症患者和非自闭症患者的基因表达模式存在差异，两组之间的大脑活动很小。“我们需要仔细考虑神经影像学如何推动我们对自闭症的理解，”Wagstyl说。

Konopka和她的团队正在扩大他们的分析，以包括更多的大脑区域。他们还计划使用单细胞基因测序来查明具有非典型基因表达模式的细胞类型。例如，越来越多的证据表明星形胶质细胞——大脑的支持细胞——在自闭症中起着重要作用。“如果你进行单细胞RNA测序，你可以从这些单独的细胞类型中提取基因表达，”Konopka说。