Nature:科學家逆轉自閉症症狀

圖片來源：medicalxpress.com

2016年2月24日 訊 /生物谷BIOON/ --自閉症的發生有多種遺傳原因，很多原因科學家們並不清楚，大約1%的自閉症患者機體中都缺失名為Shank3的基因，而該基因對大腦發育非常重要，如果缺失這種基因，個體就會出現典型的自閉症症狀，包括重複性的行為及避免與社會互動的行為等。近日刊登在Nature上的一項報告中，來自MIT的科學家們就表示他們可以通過在個體後期生活中「找回」缺失的基因來逆轉患者的部分行為，從而使得患者大腦更加合適地工作。

研究人員Guoping Feng教授說道，這就說明即便是在成體大腦中我們也某種程度上也存在一定的可塑性，目前有很多證據表明，某些缺失的確可以逆轉，從而幫助我們開發特殊的療法治療自閉症患者。

Shank3蛋白是在突觸中被發現的，作為一種支架蛋白，Shank3可以幫助組裝其它許多蛋白，從而來協調神經元對接收信號的反應；研究Shank3缺失的案例可以幫助科學家們闡明自閉症發生的神經學機制；該基因的缺失或缺陷會引發突觸的斷裂，從而引發小鼠出現自閉症樣的症狀，包括強迫行為和焦慮症等。研究者發現，小鼠機體中的某些突觸，尤其是大腦紋狀體中的突觸可以明顯降低樹突棘(dendritic spines)的密度。

這項研究中，研究者對小鼠進行遺傳工程化操作以便小鼠在胚胎發育期間Shank3基因處於關閉狀態，但通過在小鼠飲食中增加他莫昔芬就可以恢復該基因的表達。當研究者關閉幼年小鼠（出生後2至4.5個月）機體中的Shank3基因後就可以消除小鼠的重複性行為及避免與社會互動的趨勢，在細胞水平上研究者發現，樹突棘的密度在處理過的小鼠大腦紋狀體中明顯增加了，這就闡明了成體大腦的結構可塑性這一現象。

當研究者在小鼠幼年早期開啟Shank3基因表達時（即僅在小鼠出生20天後），小鼠的焦慮和運動協調性就會改善，如今研究者正在研究闡明小鼠機體這些迴路形成的關鍵時期，這可以幫助他們確定治療小鼠自閉症的最佳幹預時間。對於Shank3基因突變的一部分人群而言，該研究表明新型的基因編輯技術從理論上可以用於修復Shank3基因的缺失，並且改善個體的症狀，甚至後期生活的症狀。然而目前這些技術還沒有在人體中進行試驗。

研究者Feng認為，目前科學家們可以開發出針對自閉症患者的很多治療方法，比如如果科學家們可以鑑別出自閉症患者機體中引發特殊行為異常的缺失性迴路，那麼就可以採用一系列手段調節這些迴路的特性，從而幫助患者進行治療。未來研究者將進一步鑑別缺失的神經元亞型及在這些神經元中所表達的基因，從而為新型自閉症的靶向性療法開發提供幫助。（生物谷Bioon.com）

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Adult restoration of Shank3 expression rescues selective autistic-like phenotypes

Yuan Mei, Patricia Monteiro, Yang Zhou, Jin-Ah Kim, Xian Gao, Zhanyan Fu & Guoping Feng

Because autism spectrum disorders are neurodevelopmental disorders and patients typically display symptoms before the age of three1, one of the key questions in autism research is whether the pathology is reversible in adults. Here we investigate the developmental requirement of Shank3 in mice, a prominent monogenic autism gene that is estimated to contribute to approximately 1% of all autism spectrum disorder cases2, 3, 4, 5, 6. SHANK3 is a postsynaptic scaffold protein that regulates synaptic development, function and plasticity by orchestrating the assembly of postsynaptic density macromolecular signalling complex7, 8, 9. Disruptions of the Shank3 gene in mouse models have resulted in synaptic defects and autistic-like behaviours including anxiety, social interaction deficits, and repetitive behaviour10, 11, 12, 13. We generated a novel Shank3 conditional knock-in mouse model, and show that re-expression of the Shank3 gene in adult mice led to improvements in synaptic protein composition, spine density and neural function in the striatum. We also provide behavioural evidence that certain behavioural abnormalities including social interaction deficit and repetitive grooming behaviour could be rescued, while anxiety and motor coordination deficit could not be recovered in adulthood. Together, these results reveal the profound effect of post-developmental activation of Shank3 expression on neural function, and demonstrate a certain degree of continued plasticity in the adult diseased brain.