胎盘分析检查自闭症相关基因

新加州大学戴维斯分校的思想研究所研究已经发现一种新型人类基因与胎儿大脑发育和自闭症谱系障碍(ASD)。发现还链接基因母亲的早期产前维生素使用和胎盘氧含量。

在一项研究中2月16日发表在基因组生物学,研究人员利用基因组测序发现DNA甲基化签名新生儿胎盘的最终被诊断为自闭症。这个签名标志与早期胎儿神经发育。

”以一种公正的方法来调查胎盘DNA甲基化差异,我们发现一种新的基因在基因组的差映射区域与自闭症有关,”说珍妮拉萨尔研究主要作者、加州大学戴维斯分校的微生物学和免疫学教授健康。

自闭症是一种复杂的神经疾病与遗传和环境因素有关。美国疾病控制和预防中心(CDC)估计一个44个孩子被诊断为自闭症。在男性比女性更普遍。

“胎盘是一个经常被误解、被忽视的组织,尽管它的重要性在调节,从而反映出大脑发育在子宫内的关键事件。它就像一个时间胶囊寻找在子宫内发生的事情。”- - - - - -珍妮拉萨尔

研究胎盘为什么重要

子宫胎盘支持胎儿发育。它调节氧气供应和代谢并提供激素和神经递质胎儿的大脑发育的关键。

“胎盘是一个经常被误解、被忽视的组织,尽管它的重要性在调节,从而反映出大脑发育在子宫内的关键事件。它就像一个时间胶囊寻找在子宫内发生的事情。几十年来,住院分娩率扔掉胎盘尽管组织作为一个金矿分子线索寻找孩子的结果,”拉塞尔说。

在怀孕期间,胎儿可能会经历氧化应激的不平衡体内自由基和抗氧化剂。这是常见的在正常大脑发育。然而,在某些情况下,暴露于环境因素,如空气污染和杀虫剂会导致过度的氧化应激。这种状态会导致细胞和组织损伤或神经发育迟缓。

“氧化压力是正常的。但是过度的氧化应激可能来自环境因素与自闭症有关如空气污染、农药、孕产妇肥胖和炎症,”拉塞尔说。

的表观基因组是一组化合物的DNA和蛋白质告诉该怎么做。这些化合物在DNA和修改它的功能。就是这样一个化合物甲基(称为甲基)导致DNA甲基化。新生儿表观基因组能反映过去的遗传和环境因素之间的相互作用在早期发展。它也可能影响未来的健康结果。

胎盘是一个有前途的组织识别DNA甲基化变化的基因也在胎儿的大脑功能。本研究调查了自闭症协会与胎盘DNA甲基化。

发现母亲的胎盘因素,可能预测自闭症

研究人员研究了204名儿童的发展母亲进入玻璃球和EARLI研究。这些母亲们至少有一个较年长的孩子患有自闭症和被认为是高概率的另一个孩子自闭症。当这些孩子出生时,母亲的胎盘被保存为未来的分析。

36个月,孩子们得到诊断和发展评估。基于这些测试,研究人员分组“正常”以下的儿童(TD)、“自闭症”和“非定型的发展”(Non-TD)。

研究人员还从胎盘组织中DNA提取和量化。他们将胎盘样品分成发现,复制和特异性复制组。

发现集团,他们分裂和测序92个样本(46 ASD, 46个TD)大理石研究使用亚硫酸氢全基因组测序(WGBS)和全基因组测序(WGS)。来确定差异甲基化是可再生的,在不同的人口,复制从16 ASD和31个TD组包括WGBS数据样本EARLI研究。

特异性复制组21 ASD, 13 Non-TD 31 TD胎盘弹珠的研究样本。研究人员用这些样本以确定特定于ASD甲基化变化。

最后,他们执行全基因组测序在41 ASD和37 TD弹珠的孩子。

胎盘揭示见解与自闭症相关的基因

研究人员发现一块差异甲基化在22 q13.33 ASD,一个地区在22号染色体不是以前与自闭症有关。他们位于和小说特征基因称为LOC105373085在该地区,并更名为NHIP(神经元缺氧诱导,胎盘相关)。

理解这个基因的功能时,他们发现人类细胞系NHIP表达的水平和大脑组织。他们测试NHIP的响应性缺氧,低氧水平的组织。研究人员发现NHIP基因被开启后神经元缺氧对神经系统发育和调节其他基因通路功能和氧化应激反应。更高的NHIP水平增加胚胎细胞系的细胞分裂。

这是很重要的,因为在胎盘缺氧引起胎盘细胞分裂进一步接触母体血管为发育中的大脑提供足够的氧气。

NHIP不激活的研究人员还发现ASD胎盘和大脑TD样品相比,支持NHIP预防自闭症谱系障碍的保护作用。

“我们发现基因NHIP活跃在大脑中,氧化应激反应,并影响其他已知与孤独症相关的基因的表达,”拉塞尔说。“在大多数的怀孕,胎盘经历一些不可避免的压力。我们认为NHIP有缓冲过度氧化应激的影响。”

产前维生素和自闭症

另一个引人注目的发现从研究产前维生素作用在调节NHIP的工作。产前维生素富含叶酸,可以减少氧化应激。

产前维生素使用在怀孕的第一个月有显著保护作用个体之间的遗传差异在22 q13.33 NHIP地区。在怀孕的第一个月服用孕期维生素似乎提供基本的基因遗传代谢元素来抵消减少NHIP氧化应激反应。

“符合先前的研究,我们发现,在产前维生素在计划怀孕时是至关重要的,”拉塞尔说。“从我们的研究结果提供关键的见解,可以帮助确定新生儿更容易患上自闭症,让他们为早期干预或仅仅知道看他们早。”

研究人员指出,这些结果将需要进一步复制之前诊断使用。

参考:朱Y,戈麦斯是的,Laufer BI, et al .胎盘methylome揭示了一个22 q13.33大脑调节基因位点与自闭症有关。基因组医学杂志。2022;23 (1):46。doi:10.1186 / s13059 - 022 - 02613 - 1

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