一种叫做肉碱的营养物质可能会抵消与自闭症风险相关的基因突变
自闭症谱系障碍(ASDs)的影响百分之一世界人口的一部分。仅在美国，大约68个孩子中就有1个是在光谱范围内，还是介于两者之间40%和60%其中也被诊断出患有一定程度的智力残疾。
与美国在美国有关的年度成本高 - 目前高估计为236-2620亿美元。如果诊断继续以目前的速度增长，它将超过到2025年将达到4600亿美元这比糖尿病的总成本还要高。
科学家们仍然不确定原因是什么，但证据表明它可能是影响影响的遗传和环境因素之间复杂的相互作用的结果大脑发育。所以已经确定了突变与ASD相关的数百个基因。其中许多是已知的或预测在构成大脑的构建块的细胞中发挥关键角色。
更多地了解这些基因 - 它们的突变 - 可能有助于我们了解ASD的一些根本原因，也许可以找到降低孩子将拥有它的风险的方法。
我们决定仔细研究这些基因中的一个TMLHE的突变，它是细胞燃烧脂肪分子产生能量的关键化学反应所必需的。我们想了解TMLHE突变是如何增加自闭症风险的，以及我们是否可以抵消这种突变的影响。
神经干细胞和发育中的大脑
当我们在小鼠中检测TMLHE突变的影响时，我们发现这些突变专门影响神经系统干细胞大脑发育的早期阶段。
神经干细胞创造了所有组成大脑的特殊细胞。当它们分裂产生两个“子”细胞时，一个典型地变成了专门的脑细胞，如神经元，另一个仍然是神经干细胞。
这意味着神经干细胞的数量得以维持，而大脑的建设工作可以继续进行。虽然这一过程贯穿人的一生，但在大脑胚胎发育期间最为活跃。
如果在大脑发育时神经干细胞的数量没有保持在适当的水平，就不会有足够的干细胞剩下来产生适当数量和适当种类的特化脑细胞。其结果是一个异常连接的大脑。
我们发现这正是TMLHE突变在小鼠中产生的问题。神经干细胞分裂常常产生两个特化细胞，而不是一个特化细胞和一个神经干细胞。
TMLHE突变对神经干细胞有何影响?
TMLHE突变使神经干细胞难以产生能量，或维持正确的氧化环境，这就是它们经常不能正常分裂的原因。
细胞通过加工脂肪分子来产生能量。为了让这一切发生，脂肪分子需要到达线粒体，细胞的动力窥器，被分解。赋予肉碱的营养素有助于将脂肪输送到细胞的这些部分。
这就是TMLHE进来的地方。虽然我们可以从食物 - 牛奶和肉中获得肉毒碱 - 我们的身体也可以生产它。但是肉碱合成需要TMLHE基因，因此该基因中的突变可导致肉毒碱缺乏。这会影响细胞中的能量产生，并且还可以导致对细胞的细胞环境过于氧化，以适当地发挥作用，这在其分裂时对神经干细胞产生问题。
但我们也发现了这一点神经干细胞当肉碱添加到tmlhe缺陷细胞时，缺陷得到纠正。这恢复了它们将脂肪转化为能量的能力，并在线粒体内维持适当的环境，并恢复了tmlhe缺陷神经干细胞的正常细胞分裂行为。
TMLHE突变令人惊讶的是常见的
最近的两项研究发现人口中TMLHE突变的患病率可能是范围1在350年约1在900。在大多数情况下，这些人不会意识到自己携带有缺陷基因的副本。
我们的研究提出了可能通过确保胚胎在脑发育的关键阶段有足够的肉毒碱来有效地管理与TMLHE突变相关的增加的自闭症风险的可能性。似乎在怀孕的早期阶段似乎还需要足够的肉碱 - 比以前怀疑的早期阶段。
父母可以通过缺陷的TMLHE基因。女孩有两个基因副本，从每个父母那里继承一个。然而，男孩们只有一份基因的副本，他们继承了母亲。如果雄性胎儿继承突变体TMLHE基因，则它将无法产生自己的肉毒碱，并将依靠母亲进行肉碱供应。
假设，携带TMLHE突变的妇女可以在怀孕期间补充膳食肉碱，以尽量减少相关的ASD风险——尤其是对男婴。
肉碱缺乏可能是一种被低估的自闭症风险
虽然有数百个基因与自闭症风险相关，但人类TMLHE突变的高发病率表明肉碱缺乏对自闭症风险的影响可能被严重低估。这是一个特别有趣的可能性，因为饮食可能是与TMLHE相关的ASD风险的一个重要贡献因素突变。
我们的小鼠研究结果以及最近的一项研究，其中治疗了具有TMLHE突变的自闭酶肉碱的补充，表明产前补充肉碱可能是值得考虑的。然而，还需要更多的研究，特别是在人群中的临床试验，以进一步确定肉碱在自闭症预防中的作用。
进一步探索
用户评论