一项使用 MRI （磁共振）和脑类器官的研究表明，自闭症儿童的脑部尺寸越大，症状越严重。该研究强调了酶 Ndel1 在自闭症谱系障碍的大脑发育和症状严重程度中的作用。
研究小组的一名成员观察了“微型大脑”的尺寸变化。图片来源：João Nani
自闭症儿童的大脑过度生长与更严重的症状有关，可能受到酶 Ndel1 的影响。
来自巴西和美国的一组研究人员发现，大脑过度生长与自闭症谱系障碍(ASD) 儿童的社交和沟通症状的严重程度之间存在联系。
该研究结果发表在《分子自闭症》杂志上，基于对 900 多名自闭症儿童大脑磁共振图像的分析（该研究小组在 2017 年的一项研究中进行了分析）以及最近对脑器官（模仿全脑结构和功能特征的“微型大脑”）的实验。这些脑器官是在实验室中从诱导全能干细胞 (iPSC) 中培养出来的，这些干细胞来自参与早期研究的儿童捐献的血液。
大脑大小与自闭症症状严重程度之间的联系在 MRI 和类器官分析中，大脑增大与症状严重程度相关。根据该文章，由症状最严重的儿童捐赠的细胞制成的微型大脑比对照组大 41%。
“并非所有患有严重症状的 ASD 儿童都会出现大脑肿大，但大脑肿大时症状会更加严重。”本文倒数第二作者、巴西圣保罗联邦大学医学院（EPM-UNIFESP）药理学系教授 Mirian Hayashi 表示。
酶对神经元发育的影响这种脑部增大似乎与 Ndel1 活性的改变有关，Ndel1 是一种在胚胎神经元分化和迁移中发挥重要作用的酶。UNIFESP小组此前在寨卡病毒引起的小头畸形儿童中观察到了类似的现象。Ndel1 与多种神经系统疾病有关，例如精神分裂症、首次精神病发作和躁郁症，以及寨卡先天性综合征。
研究人员指出，社交和沟通症状在自闭症谱系患者中很常见，但严重程度因人而异。尽管决定症状强度的生物学机制仍不清楚，但这项研究的结果为理解自闭症谱系障碍开辟了新途径。
研究方法研究分为两个阶段，第一阶段分析了由自闭症神经生物学领域世界顶级专家埃里克·库尔切斯内（Eric Courchesne）开展的一项队列研究，研究对象为900余名自闭症儿童的MRI脑部图像和诊断数据。库尔切斯内教授是美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）自闭症卓越中心的总主任和首席研究员，也是该中心自闭症早期脑部发育MRI项目的负责人。
第二阶段包括对实验室开发的微型大脑进行实验，该实验室由加州大学圣地亚哥分校儿科和细胞与分子医学系的教授 Alysson R. Muotri 领导。实验表明，与细胞迁移和神经元形成有关的问题在大脑形成过程中已经存在，可能会影响大脑的大小。
具体而言，Ndel1 在自闭症儿童的大脑增大过程中起着关键作用。“此前，人们在自闭症患者身上发现了神经元的改变。对微型大脑的分析证实，当大脑增大时，神经祖细胞（可以分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的多能神经干细胞）的数量会增加。我们的实验表明，这些病例的大脑增大可能是由于大量神经祖细胞在胚胎发生过程中无法分化所致。”João Nani 说道，他在 FAPESP 的支持下在 Muotri 教授的实验室进行了分析。
许多神经细胞没有正常运作，也没有按预期建立连接（突触）。“连接的数量比神经元的数量更重要。这就是为什么神经元过多（如大脑过度生长）和神经元过少（如小头畸形）都是有害的。”Nani 指出。
实验结果和未来方向研究人员还测量了微型大脑中的 Ndel1 活性和表达，发现大脑增大病例中的不平衡现象。“Ndel1 与细胞分裂和神经元分化有关。这些过程当然涉及其他蛋白质，但整个系统在大脑过度生长时可能失衡，而 Ndel1 可以作为改变的生物标志物。我们发现这种不平衡既会导致大脑增大，也会导致大脑缩小。然而，在我们分析的病例中，自闭症儿童的外周血中单核细胞更多，沟通和社交症状也更严重。”Nani 强调。
研究人员计划开展进一步研究，目的是从患者的血液样本中找出与 ASD 严重程度相关的生物标志物。
参考文献：“两种 ASD 亚型社交症状严重程度的胚胎起源：大脑皮层类器官越大，社交症状越严重”，作者：Eric Courchesne、Vani Taluja、Sanaz Nazari、Caitlin M. Aamodt、Karen Pierce、Kuaikuai Duan、Sunny Stophaeros、Linda Lopez、Cynthia Carter Barnes、Jaden Troxel、Kathleen Campbell、Tianyun Wang、Kendra Hoekzema、Evan E. Eichler、Joao V. Nani、Wirla Pontes、Sandra Sanchez Sanchez、Michael V. Lombardo、Janaina S. de Souza、Mirian AF Hayashi 和 Alysson R. Muotri，2024 年 5 月 25 日，分子自闭症。DOI：10.1186/s13229-024-00602-8
来源：圣保罗研究基金会
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