Salk科学家将自闭症中大脑的快速生长与DNA损伤联系起来
洛杉矶-(2020年1月30日)Salk研究所的研究人员发现了一种DNA损伤的独特模式,这种DNA损伤发生在患有大头型自闭症谱系障碍(ASD)的个体的脑细胞中。这项发现发表在《细胞干细胞》杂志上,该研究有助于解释在细胞分裂和发育过程中大脑中可能会引起什么异常的疾病。
该研究的资深作者兼研究所所长萨尔克教授鲁斯蒂·盖奇说:“分裂或复制是细胞所能做的最危险的事情之一。”“大多数DNA损伤是通过非常有效的修复过程修复的,但是当基因或环境的分裂速率改变时,就会发生错误,这可能导致长期的功能缺陷。”
根据疾病控制与预防中心的数据,ASD是一种沟通和行为的发育障碍,在美国59个儿童中约有1个受到影响。对该疾病的根本原因以及可能的治疗方法的研究一直很缓慢。
2016年,盖奇(Gage)和他的同事发现,患有大头型自闭症的人的脑干细胞比未受影响的人的细胞生长更快。(脑干细胞是神经元等更特殊类型的细胞的前体。)这一发现部分解释了为什么许多ASD患者也患有大头畸形或异常大的头部:在发育过程中脑干细胞的更多增殖会导致到更大的大脑。
在这项新研究中,Gage及其同事再次研究了这些神经前体细胞(NPC)。随着所有类型的细胞在胚胎发育过程中增殖和成熟,它们快速复制的DNA链会积累小错误是正常的,大多数错误都会被纠正并且永远不会造成任何伤害。研究人员想知道,在复制压力下发生的这种DNA损伤在自闭症患者迅速分裂的神经前体中是否更为普遍。
研究人员从患有ASD和大头畸形的个体以及神经性个体(没有ASD)收集皮肤细胞,并使用干细胞重编程技术将每个人的细胞哄骗到NPC中。
Gage的研究小组使用一种化合物对没有自闭症的人产生的NPC产生复制压力,并研究了DNA损伤最容易累积的地方。他们将这种无自闭症个体的细胞诱导的损伤与自闭症患者的细胞中自然积累的DNA损伤进行了比较。来自自闭症个体的NPC的DNA损伤水平更高,聚集在36个相同基因中,这些基因在暴露于复制压力的健康细胞中也受到了破坏。先前有20个基因在独立的遗传研究中与自闭症有关。