多样化的自闭症基因突变导致不同疾病的结果
患有自闭症的人有各种各样的症状,没有两个人分享行为的类型和严重性。现在大规模分析数以百计的病人和近1000个基因已经开始揭开如何多样性特征之间的差异可以追溯到患者的基因突变。这项研究,由哥伦比亚大学医学中心的研究人员,12月22日发表在《自然神经科学》杂志上。
自闭症研究人员已经确定了数以百计的基因,这些基因突变,可能增加患自闭症谱系障碍(ASD)的风险。自闭症的可变性人被认为源于潜在的基因变化的多样性,包括特定的基因变异和突变的严重性。
“如果我们可以了解不同的突变导致自闭症的不同特性,我们可以使用病人的遗传资料开发准确的诊断和预后的工具,也许个性化治疗,”资深作者丹尼斯Vitkup说,博士,副教授系统生物学和生物信息学在哥伦比亚大学的内科医生和外科医生学院。
探讨基因突变和自闭症特征之间的联系,哥伦比亚Vitkup博士和一个团队的研究生(莎拉·r·吉尔曼乔纳森•Chang和安德鲁·h·蒋介石)分析了遗传和临床数据数百ASD患者的西蒙斯单工集合。
智商和性别差异在自闭症影响突变的严重性
该组织发现,更具破坏性通常基因突变导致严重疾病的结果。“看来高智商自闭症病例通常由温和的突变,“Vitkup博士说。
low-verbal患者或非语言智商通常有突变基因在大脑更活跃。和高智商的人不太可能有突变,基因完全关闭。相反,突变,只有部分损害大脑的正常基因功能似乎主要与高功能自闭症病例有关。
性别差异在自闭症也可以追溯到单个基因突变的类型。尽管自闭症是更常见的男性,女性患者更有可能下降的严重后果。
哥伦比亚大学的研究人员发现,基因突变的女性通常更大的活动在整个大脑比男性的突变。非常有害的ASD平均女孩中发现基因变异几乎两倍活动典型基因在正常大脑。
“这些模式是一致的机制,保护女性,“Vitkup博士说。“多数情况下,只有当我们达到一个高度活跃的基因突变在女性看到症状。考虑到固有的差异基因活动在男性和女性的大脑通常的几个百分点,这些发现是相当引人注目。”
自闭症的突变破坏多种细胞类型的大脑
自闭症患者的行为变化也可能源于大脑细胞的类型影响,和哥伦比亚大学的研究人员采取的第一步确定哪些细胞在大脑中最受自闭症突变。
团队发现这些细胞通过观察孤独症相关基因的正常活动数十个类似的细胞在老鼠的大脑。分析表明,许多不同类型的神经元在大脑受到自闭症基因突变的影响。
“所有自闭症突变最终会收敛到一个单一类型的神经元或单一大脑区域并不是我们所看到的数据,“Vitkup博士说。“相反,一个自闭症突变通常同时影响多个脑区。”
然而,某些神经元似乎比其他人更受影响。哥伦比亚大学的研究人员发现强大的皮层和纹状体神经元的影响,形成一个电路控制重复性的动作和行为,如摇摆,坚持一致性,并限制利益,在ASD患者很常见。
“假设有很多类型的神经元和电路参与自闭症,但通过使用无偏全基因组的方法,就像在这项研究中,使用一个能理解神经元最重要和解释我们看到的核心功能自闭症的人,“Vitkup博士说。
下一步是确定电路涉及理解自闭症,他说。“巨大的进展在过去的五年里,我们和我们的同事们现在发现多个基因的影响,来达成共识,我们如何的基因在生物网络一起工作。现在,根据受影响的基因,我们识别受影响的细胞类型和大脑回路,并试图将它们连接到疾病的结果在个别病人。”
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出版
乔纳森,莎拉·R吉尔曼,安德鲁·H蒋介石斯蒂芬J桑德斯,丹尼斯Vitkup。基因在孤独症谱系障碍表型的关系。《自然神经科学》,2014年12月22日在线发表。doi: 10.1038 / nn.3907
