与年龄相关的孤独症患者的大脑差异

一项新的研究由加州大学戴维斯分校的思想研究所研究人员证实,在自闭症患者大脑发育不同于那些典型的神经发育。根据研究发表在《美国国家科学院学报》上发表这些差异都与基因参与炎症、免疫反应和神经传输。他们在童年开始,整个寿命演变。

关于一个44个孩子在美国有自闭症。自闭症个体的行为,沟通和学习的方式不同于神经正常的人。随着年龄的增长,他们往往与社会沟通和互动的挑战。

研究人员旨在了解大脑神经元之间的互动沟通和年龄和自闭症。他们研究了遗传差异在自闭症患者大脑神经元在不同年龄段,相比那些正常发展。

早期的研究表明,某些大脑区域标记早期过剩,其次是减少体积,连接,和细胞密度的神经元通过成年自闭症患者年龄。

“最初的过剩和overconnectivity神经元可能使大脑更容易受到早期衰老和炎症,这可能会导致进一步的大脑结构和功能的变化,”文章的第二作者说辛西娅·舒曼。舒曼是神经科学教授精神病学和行为科学的部门。她隶属于加州大学戴维斯分校的思想研究所。“理解大脑如何在一个患有自闭症的人改变整个生活将提供早期干预的机会。”

方法

研究人员分析了来自27个已故自闭症患者的大脑组织没有自闭症和32。这些人的年龄介于2和73年之间。

组织的颞上回(STG)地区——一个区域在大脑中负责声音和语言处理和社会知觉。

“STG集成信息发挥了至关重要的作用。它有助于提供关于环境的意义。尽管它的重要性,但它仍然是相对未知的,”舒曼说。“我们想了解这的关键部分大脑的分子变化正在发生在自闭症。”

团队分析了大脑组织以及使用激光捕获显微解剖技术孤立的神经元。他们研究了mRNA表达在分子层面STG组织和孤立的神经元。信使rna将DNA代码转换为指令细胞机器可以识别和使用来制造蛋白质不同的身体功能。

主要发现

194显著不同的基因研究发现自闭症患者的大脑。这些基因,143产生更多的信使rna(调节)和51少(下调)比在典型的自闭症患者的大脑。

表达下调的基因主要是与大脑连接。这可能表明,神经元可能不会有效地沟通。过多的神经元的活动可能导致孤独症患者的大脑老得快。

研究还发现更多的信使rna热休克蛋白的在自闭症患者的大脑。这些蛋白质应对压力和激活免疫反应和炎症。

我们的研究结果是非常重要的在理解正在发生的事情在自闭症患者的大脑。识别这些变化随着时间的推移,给了我们一个机会来思考一些干预措施,可能在某些时期更有用。”- - - - - -辛西娅·舒曼教授隶属于加州大学戴维斯分校神经科学研究所

与年龄相关的大脑正常和自闭症患者之间的差异

研究发现14个基因散装STG组织显示年龄相关性自闭症和正常个体之间的差异和三个基因在孤立的神经元。这些基因连接到突触以及免疫和炎症通路。

例如,在典型的大脑,HTRA2基因的表达要高得多在30岁之前随着年龄的增大而减小。STG神经元的自闭症患者,这种基因的表达水平低,随着年龄的增加。

“HTRA2变化与神经元细胞损失和细胞功能,如适当的蛋白质折叠,和重用和回收电池组件,”文章的第二作者解释道Boryana Stamova副教授在《神经学部门。她也是隶属于大脑研究所。“HTRA2对正常脑功能的作用是至关重要的。”

研究人员还发现了不同的炎症模式在自闭症患者的大脑组织。几个免疫和炎症相关的基因被强烈的调节,免疫功能障碍,随着年龄的增长可能会变得更糟。

这项研究指出,在减少与年龄相关的基因表达参与γ-氨基丁酸(GABA)合成。GABA是一种化学信使,有助于减缓大脑。这是一种抑制性神经递质。

”GABA产生阻尼效应而闻名在控制神经过度活跃的焦虑和压力。我们的研究显示年龄相关性改变基因参与GABA信号在自闭症患者的大脑,”Stamova说。

研究发现分子水平直接证据表明胰岛素信号改变神经元的自闭症患者。它还指出之间的信使rna表达STG地区重要的相似之处自闭症患者和阿尔茨海默氏症。这些表达式可能与神经退行性和认知减退的可能性增加。

“我们的研究结果是非常重要的在理解正在发生的事情在自闭症患者的大脑。识别这些变化随着时间的推移,给了我们一个机会来思考一些干预措施,可能在某些时期,更有用”舒曼说。

参考:张P, Omanska,英国石油公司还Gandal MJ, Stamova B,舒曼厘米。特异性神经元和转录组签名表明神经炎症改变在ASD颞叶皮层神经元的活动。Proc。国家的。学会科学。2023年,120 (10):e2206758120。doi:10.1073 / pnas.2206758120

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