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自闭症谱系障碍可能是由脑细胞线粒体的缺陷引起的

2021-11-28 18:50:07来源:

早期研究表明,脑组织细胞“电池”中的轻度缺陷如何导致类似于自闭症的行为。

费城儿童医院(CHOP)的研究人员证明,自闭症谱系障碍(ASD)可能是由脑细胞线粒体的缺陷引起的。研究结果由美国国家科学院院刊在线发表。

多项研究已经揭示了与自闭症谱系障碍相关的数百种突变,但是关于这些遗传变化如何导致该病尚无共识。生化和生理学分析表明,线粒体缺乏症(可能产生人体大部分能量的细胞“电池”)可能是导致这种情况的原因。最近的研究表明,线粒体DNA(mtDNA)的变异与自闭症谱系障碍有关。

研究小组假设,如果线粒体的缺陷确实使患者容易患ASD,则已引入相关mtDNA突变的小鼠模型应表现出自闭症内表型,其可测量性状与患者所见相似。对于此模型,与自闭症相关的特征包括行为,神经生理和生化特征。

“自闭症谱系障碍在遗传上高度异质,许多先前确定的拷贝数和功能变异的丧失可能对线粒体产生影响,”线粒体与表观基因组医学中心主任Douglas C. Wallace博士说。迈克尔和查尔斯·巴奈特(Michael and Charles Barnett)担任CHOP小儿线粒体医学和代谢性疾病研究的主持人,该研究的共同作者,与Eric D. Marsh博士(医学博士)一起参加CHOP儿童神经病学的小儿神经病学家。

研究人员-包括第一作者Tal Yardeni和Ana G. Cristancho,医学博士-将mtDNA ND6基因的轻度错义突变引入了小鼠品系。所得小鼠表现出社交互动受损,重复行为和焦虑增加,所有这些都是与自闭症谱系障碍相关的常见行为特征。研究人员还注意到脑电图(EEG)出现畸变,癫痫发作增多以及线粒体功能在脑区域的特定缺陷。尽管有这些观察结果,研究人员发现大脑解剖结构没有明显变化。这些发现表明线粒体的能量缺陷似乎足以引起自闭症。

华莱士说:“我们的研究表明,轻度的全身性线粒体缺陷可导致自闭症谱系障碍,而不会引起明显的神经解剖学缺陷。”这些突变似乎导致组织特异性脑缺损。尽管我们的发现值得进一步研究,但我们有理由相信,这可能会更好地诊断自闭症,并可能针对线粒体功能进行治疗。

参考:Tal Yardeni,Ana G. Cristancho,Almedia J. McCoy,Patrick M. Schaefer,Meagan J. McManus,Eric D. Marsh和Douglas C. Wallace,第1页,“ mtDNA突变小鼠证明线粒体缺乏会导致自闭症内表型”。 2021年2月,美国国家科学院院刊。DOI:
10.1073 / pnas.2021429118

这项工作得到了宾夕法尼亚大学的神经行为测试核心以及CHOP和Penn的智力与发育障碍研究中心的支持,并获得了U54HD086984赠款的支持。这项工作还得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的赠款MH108592,OD010944和5K12HD043245,美国国防部的赠款W81XWH-16-1-0401和PR202997,Accure,Inc.的赠款,CHOP K-readiness赠款以及CHOP Foerderer补助金。