大脑之外:听力损失和自闭症谱系障碍之间的联系

南卡罗来纳医科大学(MUSC)医学院的一个跨学科研究团队在自闭症谱系障碍(ASD)的临床前模型中发现了听力障碍。更具体地说，研究人员在神经科学杂志他们观察到轻微的听力损失和听觉神经功能缺陷。对神经组织的进一步检查发现异常的支持细胞胶质，老化样变性和炎症。这项研究的结果强调了在理解ASD时考虑感觉器官及其与大脑的相互作用的重要性。

许多ASD患者表现出对声音的敏感性增加。虽然过去许多科学家都在研究大脑的潜在原因，但MUSC团队通过研究外周听力系统采取了不同的方法。

“听力障碍可能会对更高层次产生影响听觉系统以及最终的认知功能，”海南郎说，医学博士，MUSC病理与检验医学系教授，该研究的两位资深作者之一。MUSC听力研究项目的博士后研究员Jeffrey Rumschlag博士是该手稿的共同第一作者。

之前对与年龄有关的听力损失的研究表明，大脑可以增加其反应，以弥补来自内耳的听觉信号的减少。朗想要找出这种被称为中枢增益的增加是否会导致自闭症谱系障碍患者大脑对声音的异常反应。然而，她的道路上有一个重大的障碍。

“我们没有一个临床相关的模型来直接测试这个重要的基本问题，”她说。

允许朗测试她的假设的临床前模型是在MUSC神经科学主席克里斯托弗·考恩博士的实验室开发的。在这个模型中的小鼠只有一个MEF2C基因的工作副本。Cowan的小组过去曾研究过MEF2C在大脑发育中的作用，发现它对调节大脑回路的形成很重要。当一组具有asd样症状的患者被鉴定为MEF2C突变时，他们对创建临床前模型特别感兴趣。考恩的模型也显示了类似自闭症的行为，包括活动增加、重复行为和沟通障碍。

朗和考恩的合作始于他们在南京理工大学研究生学院的迎新会上并排展示海报。朗的实验室已经确定了包括MEF2C在内的分子调节因子，这对内耳发育至关重要，她认为考恩的模型可以用来检验她关于神经发育疾病导致听力损失的假设。考恩热情地同意了，研究小组开始评估mef2c缺陷小鼠的听力能力。

他们首先测量了大脑对听觉信号的反应，使用了一种通常用于筛查新生儿听力损失的测试的改进版本。在只有一个MEF2C工作副本的小鼠中观察到轻度听力损失，而在有两个MEF2C工作副本的小鼠中听力保持正常。为了进一步研究这种损失，研究人员测量了听觉神经的活动，听觉神经将信号从内耳传递到大脑。他们发现，只有一个MEF2C拷贝的小鼠的这一神经活动减弱。

研究人员将目光锁定在听觉神经上，他们使用先进的显微镜和染色技术来确定哪里出了问题。尽管总体上听力灵敏度的下降是轻微的，但研究人员很兴奋地看到听觉神经反应的巨大差异。只有一个MEF2C副本的小鼠神经显示出与年龄相关的听力损失相似的细胞退化。研究人员还发现了炎症增加的迹象，血管破裂并被激活免疫细胞叫做胶质细胞和巨噬细胞。这一发现尤其令研究人员感到惊讶。

“神经胶质细胞并不是我最初想到的;我认为这是一种神经元的变化。”“现在我们知道，听觉神经活动也可以涉及免疫系统这是我们想要继续研究的美好新方向。”

考恩还认为，这一发现为神经科学研究的一个新领域开辟了道路。

他说:“我们现在更加了解人体免疫系统和大脑免疫系统之间的重要相互作用。”“这两个系统在塑造神经系统细胞如何相互交流方面发挥着关键作用，部分是通过修剪已经形成的过多或不适当的连接，这是健康大脑发育和功能的一个重要方面。”

这项研究的发现不仅对MEF2C缺乏的患者很重要，对ASD或听力损失患者也很重要。

“了解这种基因是如何参与耳朵发育的，以及内耳发育是如何影响的大脑发育具有巨大的适用性，”考恩说。

在未来的研究中，研究人员的目标是发现MEF2C究竟是如何导致本研究中确定的变化的。研究小组还希望通过非侵入性听力测试来探索MEF2C缺陷患者的这些发现。

朗和考恩都强调了跨学科合作的重要性，使这样的研究得以进行。

“对于MUSC这样的地方来说，合作的力量是巨大的，”考恩说。“这次合作对我们来说是理想的，因为朗博士是这方面的专家听力功能和发展，而我更擅长基因和分子发展。这种类型的合作是理想的，这正是MUSC鼓励我们很多人思考做更多的事情。”

郎朗说:“换句话说，我们每个人都演奏不同的乐器，所以我们在一起可以创造出更好的和谐。”

其他MUSC合作者包括再生医学和细胞生物学系的Jeremy Barth博士;耳鼻喉和头颈外科的Kelly Harris博士和Carolyn McClaskey博士;以及MUSC Hollings癌症中心的Martin Romeo博士和Silvia Vaena博士。