自闭症相关基因被发现可以形成神经连接

根据威尔康奈尔医学研究人员的一项新研究，一个与自闭症谱系障碍有关的基因在早期大脑发育中起着关键作用，可能会影响大脑中正常和非典型神经连接的形成。

这项研究发表在11月28日的《美国科学》杂志上神经元为了更好地理解为什么一种名为Gabrb3的基因突变与高患病风险有关，该研究结合了在小鼠身上进行的复杂基因实验和对人脑成像数据的分析自闭症谱系障碍(ASD)和一种叫做天使综合症的相关疾病。这两种情况都涉及到不正常的行为和对感官刺激的不寻常反应，这似乎至少部分源于大脑神经元之间的非典型连接的形成。

“大脑中的神经元连接和神经元网络的发育同步在患有糖尿病的个体中受到干扰自闭症谱系障碍，而有特定的基因与自闭症谱系障碍的发病机制有关，”共同第一作者Rachel Babij博士说，她曾是威尔康奈尔/洛克菲勒/斯隆凯特林三机构医学-博士的学生。Natalia De Marco García的实验室项目，她是威尔康奈尔医学院费尔家族大脑与心智研究所的副教授。

Gabrb3基因编码了大脑中抑制连接中发现的一种关键受体蛋白的一部分，这种受体蛋白抑制神经元活动以维持神经系统的秩序，就像警察指挥交通一样。在发育过程中，Gabrb3似乎也有助于确定大脑连接的形成。

为了弄清楚Gabrb3是如何工作的，Babij和她的同事追踪了正常动物和发育早期缺乏该基因的动物大脑中的细胞信号。Babij与共同第一作者Camilo Ferrer (De Marco García实验室的博士后助理)和其他人一起进行的临床前实验揭示，缺乏Gabrb3的小鼠无法在涉及感觉处理的特定大脑区域的神经元之间形成正常的连接网络。

“这不是一个普遍存在的问题，每个神经元都无法联系或不恰当地联系它们的目标;但实际上是细胞的一个子集更容易受到影响，”De Marco García说，他是该论文的高级作者。

与Weill Cornell的Theodore Schwartz博士的实验室合作，作者表明，与具有Gabrb3基因的小鼠相比，Gabrb3基因缺失的净结果是大脑两个半球之间的功能连接增加。转基因小鼠对触摸也非常敏感。De Marco García说:“基本上，我们看到的是，在删除该基因后，这些神经元对感官刺激的反应更灵敏。”

随后，该团队与威尔康奈尔大学康纳·利斯顿博士的实验室合作，利用神经成像数据研究该基因的作用人类被试．研究人员发现，人类GABRB3基因的空间分布与ASD患者的非典型神经连通性之间存在相关性。GABRB3的表达明显降低大脑这些区域可能包含的非典型神经连接越多，”德马可García说。

De Marco García警告说，不可能在临床前和人类数据之间建立直接的平行关系，但这两个分析都指向了神经系统疾病的模型，其中GABRB3等基因的改变可能会导致神经元连接模式的特定变化，从而导致异常行为。不同类型之间的互动基因，每一种都有轻微不同的效果，可能会产生截然不同的结果。

Babij所赞同的。“是什么让一个人患上精神分裂症，而另一个人患上自闭症，当两个人都有某种抑制性神经元功能障碍的因素时?”我认为受影响的特定神经元亚型和影响它们的突变可能会影响人们如何患上这些不同的疾病，”她说。