自閉症的遺傳起源探討

作者:王英 來源:生物通 日期:15-03-04

  遺傳學家Sébastien Jacquemont是蒙特利爾大學神經發育障礙遺傳學和相關能量平衡失調研究新任主席。他在九月份搬到這個城市加入醫學係,與Sainte-Justine大學醫院研究中心的成員共事。

  他表示:“蒙特利爾大學在神經科學界享有令人羨慕的聲譽。我希望能夠豐富和拓展我的專業知識。”Jacquemont博士是神經精神和神經發育障礙(如自閉症和脆性X綜合征)方麵國際公認的專家,就這些疾病相關的染色體異常,在《自然》(Nature)雜誌發表了大量的科學論文。他解釋說:“每個人通常會接收來自父母的兩個拷貝的染色體。有時候,這個過程會出現結構性錯誤。例如,DNA片段可能丟失,被稱為‘缺失’。這有點像一本書的一個章節不見了。在‘複製’的情況下,複製片段是從父母中的一方傳下來的,從而導致存在三份副本。”

  在2010年,Sébastien Jacquemont和他的法國同事發現,身體質量指數與16號染色體一個區域的拷貝數之間存在關聯。更具體地說,他們表明肥胖、自閉症與DNA片段的缺失之間是相關的。在2011年,他的研究團隊發現,16p11.2位點缺失與70%的肥胖風險、發育延遲和大腦生長增加有關,而這一染色體片段的重複與低體重、精神分裂症和腦容量不足有關。

  16號染色體上的障礙隻能解釋一小部分的自閉症患者病例(約1%)。然而,通過Sébastien Jacquemont團隊所做的工作,我們現在知道,這個區域的基因劑量調節著大腦的發育。

低劑量和超劑量遺傳

  自從精神病學家 Léo Kanner在1943年描述自閉症以來,關於其原因一直都有爭論:一出世就患有自閉症還是逐漸變成這樣?

  今天,我們再也不能忽視自閉症的遺傳維度——長久以來被精神病學領域的一部分學者所擯棄。Jacquemont博士指出:“自閉症兒童的兄弟姐妹患有該綜合征的風險比一般人群高10倍。”在約60%至90%的案例中,自閉症有遺傳成分。這一關聯在異卵雙胞胎(非相同)進行的研究中得以證明。

  然而,我們還不能解釋的事實是,男孩患自閉症的可能性是女孩的四倍。2014年3月在《美國人類遺傳學雜誌》(American Journal of Human Genetics)發表的一項研究,以具有遺傳變異的兩大群體為研究對象,解開了圍繞這一事實的一些秘密。研究結果發現,女孩比男孩有更多的遺傳性基因缺陷。Jacquemont博士強調說:“這表明,對於數量相同的遺傳缺陷來說,女孩的狀況要好於男孩。她們的大腦似乎能更好地處理某些突變並補償它們。”

  另一個假設是,女孩更具有適應性行為,她們天生更容易溝通和社交,可以抵消阻礙男孩的基因突變。“沒有什麼是肯定的,但這可以部分解釋為什麼我們看到越來越少的年輕女孩患自閉症。”

  這種神經係統疾病,其嚴重程度有所不同,也被稱為自閉症譜係障礙(ASD)。它的特點是社會交往問題、語言交流困難和重複刻板行為。隻有一小部分ASD是由一個單一的基因異常造成。大多數病例取決於突變的可變組合。

  作為加拿大神經發育障礙遺傳學及相關能量平衡失調研究主席,Sébastien Jacquemont博士能夠鞏固其在染色體異常相關神經發育障礙方麵的工作。這一研究最有前途的部分集中在,基因劑量對認知及精神症狀的影響。利用臨床、遺傳、神經影像學和生物標誌物數據,他希望能闡明某些基因導致缺陷和臨床症狀的根本機製。

  研究人員想知道:“我們能證明如同行為和認知的其他臨床特征也與基因劑量呈正相關嗎?在遺傳突變攜帶者的大腦中有變化嗎?低劑量和超劑量的整體機製可使我們理解,為什麼我們在自閉症和精神分裂症中發現了相同的基因,但不是相同的基因突變。”

  目前,雖然突變對發育的不良影響已被證實,但研究人員忽略了結構性變化何以有不同的臨床表現。它們的特性可能會促進診斷工具的發展,並打開新的治療途徑。

獎賞係統相關區域

  1996年在法國南特大學做住院醫師時,Sébastien Jacquemont就看到了遺傳學的飛速發展。例如,他舉了一個例子:“在該領域取得的進展,已使我們有可能分析整個人類基因組DNA片段拷貝數的差異。”

  作為這一科學領域取得進展的見證人和代理人,Jacquemont博士第一次將臨床知識應用到研中,作為調查研究的一種方法。

  他沒有等到新辦公室成立,就繼續開展他的研究。他也剛剛完成一項研究,更是吸引了大量的關注。在16號染色體上具有基因突變的約五十個人,同意進行MRI掃描來記錄他們的大腦解剖。該研究結果發表在去年的《分子精神病學》(Molecular Psychiatry),表明16號染色體區域控製著參與獎賞係統的神經回路結構。

原文檢索

Sébastien Jacquemont et al. Nature

The 16p11.2 locus modulates brain structures common to autism, schizophrenia and obesity. Mol Psychiatry. 2015 Feb;20(1):140-7. doi: 10.1038/mp.2014.145. Epub 2014 Nov 25

Sébastien Jacquemont et al. A Higher Mutational Burden in Females Supports a “Female Protective Model” in Neurodevelopmental Disorders. American Society of Human Genetics, Volume 94, Issue 3, p415–425, 6 March 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ajhg.2014.02.001

關鍵字:自閉症,遺傳起源

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