患有自闭症的非人灵长类动物模型概述 <抽动症>
妊娠中晚期,来自母亲的IgG同型抗体通过胎盘转运,为免疫系统不成熟的胎儿提供保护。然而,除了免疫保护性抗体,与胎儿“自身”蛋白反应的自身抗体也可以穿过胎盘,导致潜在的新生儿自身免疫性疾病。
孕期母体感染与后代患自闭症的风险增加有关。这种相关性已经被实验很好地证实,啮齿类动物怀孕期间激活母体免疫系统,会产生大脑和行为发育异常的后代。为了弥合临床群体和母体免疫激活(MIA)啮齿类动物模型之间的差距,研究人员开发了MIA非人灵长类动物模型。怀孕期间注射poly IC的怀孕恒河猴的后代具有异常的运动刻板印象和重复行为,以及异常的社会交往。
中国科学院上海神经科学研究所的邱子龙和孙强基于慢病毒感染策略,构建了在脑内过表达人MeCP2的转基因食蟹猴。这些转基因猴表现出重复循环运动频率增加、焦虑增加、社会交往减少、认知相对较弱等ASD样行为,并表现出稳定的转基因物种遗传性。
杂合SHANK3突变和缺失是ASD中最常见的基因突变之一。经CRISPR/Cas9诱导的SHANK3突变猕猴显示,突变猕猴表现出明显的睡眠障碍、运动缺陷、重复行为增多、社交和学习障碍等。,比啮齿动物模型更接近ASD样行为和神经表型。
最近的证据表明,产前环境,特别是母亲和胎儿的免疫环境,可能是ASD病因学的一个有希望的领域。
最近发现的这些抗体的蛋白质靶点在神经发育中起着关键作用,这支持了产前暴露于抗脑自身抗体可能会扰乱大脑发育轨迹并最终导致自闭症的假设。一项研究发现,暴露于与特定自闭症相关的母体抗体的恒河猴后代,表现出与新动物不恰当的社交方式,以及与熟悉的同龄人相互社交的缺陷。
在过去的几十年里,啮齿动物被广泛用于研究ASD的发病机制。然而,啮齿类动物和人类在社会行为和大脑解剖方面有很大的进化差异。因此,除了自闭症的啮齿类动物模型,研究人员还试图建立一些非人灵长类动物模型来促进自闭症的研究。
与其他物种的疾病模型相似,非人灵长类动物ASD模型的表型分析通常包括生物化学、分子、细胞、行为分析和脑成像。
CpG结合蛋白2(MeCP2)在转录调控和microRNA加工中起着关键作用。在90%的Rett综合征患者中发现了MECP2基因的突变,Rett综合征是一种具有自闭症表型的严重发育障碍。
眼示踪试验可用于评估非人灵长类动物大脑中的神经回路活动。视觉注意力是专注于视觉世界的相关方面而忽略分散注意力的方面的能力。异常的眼睛被认为是ASD的关键特征之一。与人类类似,非人灵长类动物可以通过眼球追踪系统在一定程度上测量社会信息处理和面部表情识别,而这并不适合啮齿类动物。无创脑电图可以用来记录自由活动的猴子大脑中皮层神经元的网络活动。
脑部成像,如MRI/fMRI和扩散张量成像(DTI),通常用于分析大脑结构和对人类进行纵向随访研究。功能磁共振成像(fMRI)通常用于评估执行特定任务时大脑活动的变化。已经报道了在猴子中使用MRI纵向评估正常脑生长模式的方法。
用核磁共振成像研究ASD患者的大脑结构,也发现儿童早期大脑发育异常。MECP2缺陷的猴子表现出异常的大脑发育,包括特定大脑区域的灰质体积和皮质厚度的减少。
猴子的行为分析通常是通过在自然和设计的实验环境下,对视频记录的行为数据进行评分。经常检查的行为包括积极的社会接触,如刷牙和坐在一起,环境探索,攻击性行为和刻板行为。刻板印象是重复的、不自觉的动作,比如拍手、晃动身体、摇头。
虽然目前已有大量针对ASD相关基因的转基因小鼠模型,但对于特定基因突变如何导致一系列分子异常、神经回路改变并最终导致行为发育改变,却知之甚少。基因改造工具的最新发展也使探索与人类更密切相关的物种中ASD的遗传风险因素成为可能。与ASD相关的基因,如MECP2和SHANK3,已被靶向产生ASD的非人灵长类动物模型。

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