约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员在一项脑类器官研究中表明，接触一种常见的杀虫剂会与频繁的自闭症相关基因突变产生协同作用。结果代表了迄今为止最清晰的证据之一，即遗传和环境因素可能能够结合起来干扰神经发育。研究人员怀疑遗传和环境因素可能导致自闭症谱系障碍的患病率增加，自闭症谱系障碍是一种以认知功能、社交和沟通障碍为特征的发育障碍。

与传统的动物研究相比，该研究对大脑类器官的使用也指出了在该领域进行更快、更便宜且更适合人类的实验的方向。

由彭博学院研究人员开发的大脑类器官模型由从人类干细胞培养物中分化出来的细胞球组成，并模拟发育中的人类大脑。研究人员在研究中发现，毒死蜱是一种据称会导致发育神经毒性和自闭症风险的常见杀虫剂，可显着降低类器官中蛋白质 CHD8 的水平。CHD8 是对大脑发育很重要的基因活动的调节剂。其基因中的突变会降低 CHD8 的活性，是迄今为止已确定的 100 多种自闭症遗传风险因素中最强的。

该研究于 7 月 14 日在线发表在《环境健康展望》上，首次在人体模型中表明环境风险因素可以放大遗传风险因素对自闭症的影响。

研究负责人、布隆伯格学院环境健康与工程系研究助理 Lena Smirnova 博士说：“这是表明遗传学和环境之间的相互作用及其对自闭症谱系障碍的潜在作用的一步。” .

根据疾病控制和预防中心的数据，近 40 年前，自闭症谱系障碍在临床上罕见，现在大约有 2% 的活产婴儿发生。

“近几十年来自闭症诊断的增加很难解释——不可能在如此短的时间内发生全人类的基因变化，但我们也未能找到足以解释它的环境暴露，”该研究的合著者 Thomas Hartung 博士说，他是彭博学院环境健康与工程系教授兼 Doerenkamp-Zbinden 主席。Hartung 还是彭博学院动物试验替代品中心的主任。“对我来说，最好的解释涉及遗传和环境因素的结合，”Hartung 说。

环境因素和遗传易感性如何相互作用以增加孤独症谱系障碍的风险仍然未知，部分原因是这些相互作用难以研究。传统的实验室动物实验成本高昂，尤其是对于涉及大脑和认知的疾病，与人类的相关性有限。

过去几十年干细胞方法的进步使研究人员能够使用人类皮肤细胞，这些细胞可以首先转化为干细胞，然后转化为几乎任何类型的细胞并在实验室中进行研究。近年来，科学家们已经从简单的实验室培养皿细胞培养物扩展到能够更好地代表人体器官复杂性的三维类器官培养物。

在他们的研究中，研究人员使用大脑类器官来模拟 CHD8 基因破坏与毒死蜱暴露相结合的影响。由共同作者、阿尔伯特爱因斯坦医学院教授、医学博士 Herbert Lachman 领导的一个小组设计了构成类器官的细胞，使其缺乏 CHD8 基因的两个正常拷贝中的一个。这模拟了 CHD8 基因活性的显着减弱，但并非完全减弱，类似于在患有 CHD8 突变和自闭症的人群中看到的减弱。研究人员随后检查了毒死蜱暴露的额外影响，毒死蜱仍广泛用于美国和国外的农产品。

“高剂量、短期的实验暴露并不能反映现实生活中的情况，但它们为我们提供了一个起点，可以识别可能使个体更容易受到毒物影响的遗传变异，”Smirnova 说。“现在我们可以探索其他基因和潜在有毒物质如何相互作用。”

研究人员发现，只有一个 CHD8 基因拷贝的大脑类器官，其细胞中 CHD8 蛋白的水平只有正常水平的三分之二，但毒死蜱的暴露使 CHD8 水平低得多，将适度的稀缺变成了严重的水平。暴露清楚地证明了环境因素如何使遗传因素的影响恶化，可能使疾病进展和症状恶化。

作为研究的一部分，研究人员编制了一份血液、尿液和脑组织中的分子清单，先前的研究表明，这些分子在自闭症谱系患者中有所不同。他们发现，由于 CHD8 缺乏或毒死蜱暴露，这些明显的自闭症生物标志物中的几种水平在类器官中也发生了显着变化，两者都发生了变化。

“从这个意义上说，我们表明这些类器官的变化反映了自闭症患者的变化，”斯米尔诺娃说。

研究人员表示，这些发现为使用人源类器官进一步研究疾病中的基因 - 环境相互作用铺平了道路。

Hartung 说：“使用像本研究中那样的三维、源自人类的类脑模型是研究遗传和环境因素在自闭症和其他神经发育障碍中的相互作用的好方法。”

免责声明： 本文由用户上传，如有侵权请联系删除！

标签： 自闭症谱系障碍