自然子问题:男性自闭症与小胶质细胞缺陷的关系,或者它可能揭示自闭症性别差异的奥秘。 {智力发育迟缓}

时间:2022-07-12 00:13来源: 作者: 点击:
  

这一发现与长期观察一致,即男性的自闭症患病率是女性的4到5倍。这也与最近的证据一致,即自闭症患者的大脑通常比正常人有更多的突触。

小鼠受影响的小胶质细胞表现出基因活性模式,表明修剪突触的能力增强。然而,实验也表明,这些细胞缺乏通常的移动性或运动能力,这使得它们无法执行突触修剪功能。研究人员怀疑,小胶质细胞活性的降低可能是最重要的因素。所以一般来说,细胞的突触修剪能力受损,导致类似于ASD的脑部变化。

最近,由Scripps研究科学家领导的一项新研究表明,许多ASD病例可能是由免疫细胞的问题引起的,免疫细胞通常可以在生命早期减少不必要的大脑连接。这项研究发表在周二的《自然通讯》上,研究了一组基因突变的影响,这些基因突变只占自闭症的一小部分。众所周知,这些突变会导致脑细胞中许多蛋白质的过量生产,但这种过量生产如何导致自闭症仍然是一个谜。

在大脑发育过程中,胶质细胞通常会修剪未使用或不需要的突触。研究人员发现,在小胶质细胞eIF4E升高的雄性ASD样雄性小鼠中,突触比正常人多,这表明“修剪缺陷”的模式在自闭症患者中也很普遍。

现在,研究人员正在跟踪研究,以找出为什么蛋白质的增加对男性小胶质细胞的影响远远大于女性。这一发现可能被证明是自闭症性别差异之谜的重要组成部分,它可以为自闭症治疗提供新的目标。

科学家发现证据表明,这种蛋白质过量产生的最相关的影响发生在称为小胶质细胞的大脑免疫细胞中。随着儿童时期大脑的发育,这些细胞通常会修剪不需要的大脑连接或突触。通过对老鼠的研究,科学家们确定,蛋白质的过度生产会损害小胶质细胞,从而破坏它们的突触修剪功能,但这种情况只发生在男性身上,从而导致类似自闭症的社会行为缺陷。

据估计,2.4%的男性患有自闭症,而0.5%的女性患有自闭症。他们涉及多种行为障碍,包括社交技能不足、重复行为和对声音和光线的异常敏感。研究表明,这些行为障碍在很大程度上是遗传的,但它们可能是由许多不同基因单独或联合作用的异常引起的。到目前为止,已经有100多个基因突变和变异与ASD相关。

导读:自闭症(ASD,又称自闭症谱系障碍)之所以“男女有别”,长期以来一直困扰着科学家。2014年,男性大脑更容易出现基因缺陷的观点得到了部分肯定,但如今的研究是基于对神经元功能的分析。了解自闭症的性别差异对于及时正确的诊断非常重要,但更重要的是,它很可能预示着未来新药研发的方向。

研究表明,小胶质细胞损伤在自闭症行为的发展中起着关键作用,至少在某些情况下,它可能有助于解释男性自闭症患病率上升的原因。反过来,这表明小胶质细胞可能是未来预防或治疗ASD药物的良好靶点。

研究人员检查了受影响的小胶质细胞,寻找这些细胞中蛋白质合成水平升高如何导致ASD样行为变化的线索。他们发现,在雄性小鼠中,大脑重要区域(包括内侧前额叶皮层、海马和纹状体)的小胶质细胞明显更大、数量更多;然而,在女性中,这些变化更加微妙且短暂。

研究人员试图确定大脑中是否存在特定的细胞类型,这可以解释蛋白质产量增加和ASD样行为之间的关系。他们改造老鼠,使其一次只能产生一种细胞。这种异常高水平的蛋白质生产因子被称为eIF4E。高水平的eIF4E被认为是联系PTEN、TSC1和其他自闭症突变(增加蛋白质生产)的常见事件之一。当小胶质细胞中eIF4E水平较高时,小鼠的社会行为、认知缺陷和重复行为会出现ASD样异常,但ASD样异常只出现在雄性小鼠中。当高eIF4E水平出现在神经元或称为星形胶质细胞的辅助细胞中时,完全看不到相同的行为异常。

到目前为止,科学家对小胶质细胞修剪如何影响大脑发育仍然知之甚少。2010年的一项研究指出,13个大脑样本中有9个有大规模密集活跃的小胶质细胞。2014年,另一项研究表明,在生命早期拥有少量小胶质细胞的小鼠表现出自闭症行为。英国剑桥大学自闭症研究中心主任西蒙·巴伦·科恩(Simon Baron Cohen)表示,沃林团队的最新研究与其他研究结果一致,自闭症的大脑变化可能发生在出生前。2017年,美国加州大学旧金山分校的一组神经生物学科学家发现,小胶质细胞相关基因在男孩大脑中比在女孩大脑中更活跃,这表明男孩和女孩的大脑发育有着根本的不同。

一组与自闭症相关的遗传异常(包括PTEN、TSC1、TSC2和FMR1的突变)约占ASD病例的3%。这些异常的共同作用是破坏细胞中正常调节蛋白质生产水平的途径,从而增加蛋白质的生产。

美国佛罗里达州斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的神经科学家宝鸡·徐(Baoji Xu)博士发现,在早期发育过程中,受损的小胶质细胞(而不是其他脑细胞)可以在雄性小鼠中产生自闭症行为。


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