缺了一个基因:中国科学家发现自闭症发病新机制

缺了一个基因:中国科学家发现自闭症发病新机制

  小二黑是一只年轻力壮的雄性小黑鼠它已经习惯了单身汉的生活。  小二黑是一只年轻力壮的雄性小黑鼠它已经习惯了单身汉的生活。某天一只油光水滑的雌鼠被放进来。
  科学家们在看置之不理的地方跟班关注着它们的互动。

    
  面对初次见面的漂亮异性小二黑显得兴趣缺缺。
  它得了自闭症。而它身上的一处基因已经被动过了手脚。
  2012年台湾地区的一个特殊家庭引起了医疗界和科学界的关注。

    
  父亲患有自闭症母亲患有多动症他们的孩子继承了双方的基因缺陷表现出重要的自闭症状。
  父亲缺失的染色体片段上蕴藏7个基因其中6个都有过基因敲除小鼠研究但尚未发现跟自闭症存在关联。
  结果一个基因——sh3rf2(又称posh2)研究最少但是最有潜力原因人们曾在12名自闭症患者中发现过这个基因的突变现象。
  中科院遗传与发育生物学研究所许执恒课题组是少数研究过这个基因的团队此前要紧关注它与肿瘤和细胞凋亡的关系。

    
  这一次他们决定建立一个sh3rf2的基因敲除小鼠模型在动物体内研究这个基因对神经发育和行为的影响。
  在实验中他们惊喜地发现这些sh3rf2基因单拷贝缺失(sh3rf2 /-)的小老鼠们还真的有点不寻常。
  相比普通的小鼠这些小鼠更喜欢用两条后腿站立常常突然跳到天花板上还频繁地把不能吃的玻璃球埋藏起来。
  “这些都叫刻板行为。”许执恒告诉《中国科学报》。

    人类自闭症患者中也普遍存在重复刻板行为。
  许执恒对一个案例印象深刻一位自闭症患儿喜欢把罐头一个一个垒得很高倒塌了再继续搭。在他的家里到处堆着一箱一箱的罐头。
  亲情爱情友情都别国通过“考验”
  除了刻板行为外自闭症常见的表型还包括社交障碍和语言发育失常。人鼠有别科学家又该如何判断这些小鼠的社交和语言能力呢?
  小鼠能用人类听不到的超声波进行交流研究人员设计了两种最容易激发小鼠交流欲望的情境然后用超声测试来检测它们的交流强度。

    
  第一种把没断奶的sh3rf2 /-小鼠宝宝从父母身边拿走它们呼唤妈妈的叫声拐弯抹角少于普通的小鼠幼崽。
  第二种把陌生的雌性小鼠引见给成年雄性sh3rf2 /-小鼠这些雄鼠在叫声的频率和持续时间上也拐弯抹角少于寻常同类。
  看来亲情和爱情都出了点问题。研究人员进一步观察了它们的“纯友谊”。
  在经典的“三箱实验”里sh3rf2 /-小鼠“人在家中坐客自远方来”。

    有时候来的是已经熟悉的小鼠有时候来的则是完全陌生的小鼠都是年龄相仿的同性。
  小鼠是一种喜新厌旧的社会型动物它们通常对没见过的同类更感兴趣喜欢颤抖着小鼻子去碰它们、闻它们有时候也会发起攻击扭打在一起。
  但是sh3rf2 /-小鼠不管对老伙计还是新朋友都提不起兴趣真正“酷到没朋友”。
  自闭症的“左倾主义”有了初步解答
  研究人员别国就此满足他们接下来有了更惊人的发现。

    
  通过观察sh3rf2 /-小鼠的神经系统结构并检测它们神经活动的电生理信号研究人员发现这些基因敲除小鼠存在大脑海马树突棘发育缺陷、谷氨酸能受体亚基组成失常和兴奋性突触传递失常等问题。
  最重要的是这些缺陷有选择地发生在左侧大脑。而临床患儿的功能磁共振结果早已暴露人类自闭症患者正是存在左半球脑功能障碍。
  北京师范大学章晓辉课题组负责检测小鼠神经系统的电脉冲他们发现sh3rf2 /-小鼠左侧大脑输入的信息拐弯抹角较少。

    
  他对《中国科学报》表示在此之前自闭症患者为什么存在单侧大脑缺陷这个问题并别国很明确的科学解释。章晓辉自豪这是他们研究的一大亮点。
  有关研究日前在线发表于《细胞—通讯》。
  在这篇论文的审稿意见中一名同行专家写道:“这些研究的要紧发现是这些小鼠表现出左半球和右半球的不同缺陷。这很意思也很有潜力。”另一名专家则称:“这项工作为进一步研究自闭症谱系障碍铺平了道路原因作者制作的小鼠模型非常有说服力。

    ”
  “好的动物模型非常难得。在已有的有关性研究中人们看似发现了很多与自闭症有关的基因但能够在动物体内实验中明确作用的不过十几个。”许执恒说“因此通过对动物模型的研究从分子水平、神经系统功能水平和行为水平上确定一个基因是自闭症的高风险因子甚至致病基因是很有指导意义的。”