自闭症幼儿的大脑对语言的反应与基因表达的改变有关

由塞浦路斯大学和加州大学圣地亚哥医学院的研究人员领导的一个国际科学家团队，通过功能磁共振成像(fMRI)测量，在自闭症幼儿的血液白细胞分子基因表达活性和改变的神经对语言的反应之间发现了一种以前未知的大规模关联。

该研究结果于11月26日发表在该杂志的网站上自然神经科学．

这种大规模的基因-大脑联系在被确诊的幼儿身上发生的方式不同自闭症谱系障碍(ASD)和语言发育较差的儿童与语言发育良好的儿童或正常发育的儿童相比。这种大规模的关联涉及到非常多的基因，其中许多基因通常在许多组织中表达，包括大脑和白细胞(一种血细胞)。

塞浦路斯大学心理学助理教授、第一作者Michael Lombardo博士说:“从其他研究中得知，许多涉及到产前大脑发育的基因是人类特定的，与发声学习有关，重要的是，其他基因和死后研究已经直接涉及到自闭症谱系障碍。”“研究结果表明，在语言能力较差的ASD幼儿亚型中，不同的分子生物学机制支撑着大脑功能发育，而这种生物学机制在这些结果被知道之前就已经存在了。”

因此，作者说，这项工作表明，功能神经成像测量和血液白细胞中的基因表达水平可能提供了一种新方法在活的有机体内识别ASD中脑相关分子机制的方法。

加州大学圣地亚哥医学院神经科学教授Eric Courchesne博士说:“他们还表明，使用外周血样本可以帮助我们了解大脑在一生中是如何动态变化的。”“例如，这项工作背后的方法可以在未来用于监测患者的生物学如何在分子和神经系统水平上对治疗或不同结果的生命周期变化作出反应。”

儿童早期语言发展自闭症是高度可变的，作者指出。Lombardo说:“一些患有自闭症的幼儿很少会说话，而在另一个极端，许多人会像正常发育的幼儿一样发展语言。”“一个重要且长期存在的问题是，自闭症患者的这些截然不同的语言特征是否属于子类型差异，从而指向不同的生物学基础。”

“我们需要更好地理解自闭症不同早期语言发展的生物学基础，因为早期语言能力是早期干预反应和以后生活结果的最重要预测因素之一，”Courchesne说。“如果我们能够理解生物学，这可能会对未来的工作产生重大影响，研究如何最好地促进生物学变化，从而大幅改善患者的长期预后。”

在加州大学圣地亚哥医学院，由Courchesne和共同资深作者、神经科学教授、加州大学圣地亚哥自闭症研究中心主任Karen Pierce博士领导的一个研究小组，收集了118名平均年龄29个月或略低于2岁半的幼儿的血液样本，并测量了基因组中所有蛋白质编码基因的转录活性。

加州大学圣地亚哥分校的研究团队还收集了幼童在自然睡眠时的功能磁共振数据，这些幼童被被动地暴露在语言刺激下。使用从1到4岁每年反复收集的行为临床评估数据，皮尔斯将自闭症幼儿分为3到4岁时表现出语言能力差或好的亚型。

Lombardo随后使用先进的生物统计学分析将基因聚类到高度相关的“基因模块”中，评估模块的活动如何与全脑神经对语言的反应相关。研究人员发现，与语言神经反应相关的模块活动在基因组中广泛存在，包括数千个协同工作的基因。

作者说，这一发现与在活的有机体内这是一种方法上的进步，可以帮助临床医生如何评估哪些个体对不同的治疗有反应。

Courchesne说:“在推进对ASD的理解的过程中，最大的挑战之一是缺乏一种方法来确定是什么基因活动差异导致了ASD患儿最初的大脑差异和临床症状。”“这是因为活人蹒跚学步的他的大脑无法直接测量基因活动。因此，基因活动差异导致的脑功能障碍和临床症状仍然是完全未知的——直到现在。

“我们的方法利用了大量自闭症相关和产前大脑相关的事实基因基因网络广泛表达在容易接近的非脑组织中，如白细胞和大脑。通过仔细分析这种早期基因活动，有可能促进对患有ASD的幼儿的关键生物学的理解。这种独特的方法不仅对理解自闭症谱系障碍的分子基础有巨大的影响，而且对如何监测作为早期干预功能的生物学变化也有巨大的影响。我们认为这种方法可以将现有的外周样本(如血液)中的分子机制与在活的有机体内措施大脑使用神经成像技术极大地帮助了我们。”

Courchesne说，研究人员计划将他们的工作扩展到临床相关的方向，例如监测ASD亚型的治疗反应，并可能利用来自基因表达、功能磁共振成像和临床测量的信息，开发出能够更好地预测自闭症谱系障碍幼儿早期语言预后的工具。