自闭症的新遗传模型细胞疾病的根源

加州大学旧金山分校的研究人员已经开发出一种新的孤独症的遗传模型,利用从患者的神经元在实验室里创造了自己的皮肤细胞。实验表明,电异常放电的神经元可能导致自闭症行为和发育的症状,而神经元在尺寸和形状方面的差异导致大脑尺寸异常,经常伴随疾病。

科学家在实验室劳伦Weiss博士副教授的精神病学和加州大学旧金山分校人类遗传学研究所的成员,看着基因突变导致删除或重复一个地区位于16号染色体的DNA,包括29个基因与大脑中重要的细胞功能。(通常,每一个基因的两个副本,一个在每一个染色体,但删除或复制一个副本或三份的基因,分别)。

2008年,维斯发现本地区会导致删除或重复自闭症。癫痫、精神病和其他智障也与这些突变。此外,删除该地区造成macrocephaly-a不成比例的大的大脑,导致头小畸型,重复或异常小的大脑。自闭症是经常伴有头部大小异常,导致猜测改变大脑的大小可能是一个因素。

不同的神经机制与行为有关,大脑尺寸异常

在最近的研究中,12月8日在线发表于2017年细胞的报道研究人员想知道,看似相反的突变,删除或添加相同的副本29号染色体上基因16 -都可能导致自闭症。他们也想确定微——或者巨头的确可以直接与自闭症有关。

研究人员获得皮肤细胞从病人的一个或另一个突变,他们首先转化为干细胞,然后进入脑细胞。神经元与删除有明显大的细胞体越来越长的树枝脱落细胞,而神经元重复小细胞体和短分支。科学家们认为这些差异细胞的大小总体差异的背后吗大脑的大小的病人,删除对应较大的神经元,因此更大的大脑,和重复导致神经元和大脑较小。

除了细胞大小变化,神经元缺失或重复较少比神经元突触-神经元之间的电气连接创建的人没有这些突变。也有不同的力量和突触的发射率。这些突触密度的变化和功能是相同的患者缺失或重复表明这些差异可能导致自闭症行为变化在两种类型的病人。

“我们的研究结果表明,解剖的症状出现在自闭症可能有不同的起源比行为症状,尽管它们相同的突变造成的,“Aditi Deshpande称韦斯博士,博士后研究人员在实验室和在纸上第一作者。“神经元大小的变化可能引起脑周长的差异,尽管改变神经元的功能可能在共同的行为症状。下一步将试图找出哪些基因是29日负责不同的细胞或功能的变化。”

一个相关文章发表的维斯集团11月21日,2017年《分子精神病学》开发了一种孤独症的遗传模型的第二部小说。研究者再次创造了神经元细胞捐赠的携带基因突变的患者,这次是在一个关键信号通路在体内每一个细胞都是必要的。突变导致一个非常罕见的基因疾病称为cardiofaciocutaneous (CFC)综合症,特点是异常发展的心脏,面部特征,皮肤和头发。此外,韦斯先前的研究显示,有这种情况的人患孤独症的风险加剧。

在论文中,艾丽卡维斯实验室博士后研究员领导的研究小组,博士发现,氯氟化碳突变引起的神经祖细胞早期神经元,可以发展为所有不同类型的脑细胞——过早开发。过早离开了祖细胞阶段,摆脱正常比例不同类型的大脑细胞。具体来说,早期发展细胞的突变导致了盈余,等抑制性神经元和某些类型的兴奋性神经元,缺乏细胞需要更长的时间来发展,如星形胶质细胞,主要的支持细胞在大脑中。

值得注意的是,科学家们观察到一个不同的大小和功能神经元与突变。兴奋性神经元更大、更复杂的分支了,而抑制性神经元是较小的,有更少的分支。同样的在两种不同类型的突变造成相反的效果神经元惊讶维斯的团队,带领他们推测,这些变化可能是背后的一些行为症状的障碍,特别是因为自闭症和癫痫对长久以来一直被认为是由于兴奋和抑制性的活动的不平衡大脑。

”行为复杂和难以量化的自闭症,当我们看所有的不同的遗传模型测试,我认为照片是开始出现一些相似之处,如减少突触密度和细胞大小的差异,”Weiss说。”,给了我们希望,即使自闭症是由很多不同的遗传风险因素,可能会有一些常见的神经变化会导致常见的治疗方法。”