基因层面的原因
多年来研究人员一直在苦苦探索自闭症病因。尽管自闭症的原因是多种多样的,而且非常复杂,但是现有的研究表明,自闭症的大部分原因在于遗传,也就是说,病根主要在基因上面。
过去,研究人员已经在自闭症患者的2、5、7、11及17号染色体上面发现了一些可疑的致病位点。同时,一些研究发现,自闭症儿的双胞胎同胞有60%~90%的患病几率。此外,在基因遗传这一因素中,患有泛自闭症障碍(ASD)儿童的兄弟姐妹约有10%的患病几率。
2012年4月初发表在英国《自然》杂志上的三个研究小组所作的研究,进一步证明了基因突变与自闭症的关系。这三个研究小组分别由美国哈佛及麻省理工学院博德研究所的马克·达理、耶鲁大学的马修·史德特和华盛顿大学的伊万·艾克勒领导,他们确认了数百个新的可能最终导致发展成自闭症的可疑基因。这些基因突变或许会导致发展成自闭症的风险增加5~20倍。
研究人员利用一项最新的基因组学技术——外显子组测序技术,对自闭症患者及其家属基因组中编码蛋白质的DNA序列进行分析,结果找到了一些与自闭症相关的新基因,其中三个基因特别重要,分别为CHD8、SNC2A和KATNAL2。这些研究结果同时证实,增加自闭症患病风险的不是突变基因的规模,而是突变基因的位置。
这三个研究小组发现,大约600个家庭父母正常,但是他们却有1名患自闭症的孩子。于是,他们对这600个家庭开展了大规模外显子组基因测序,结果在自闭症患者中鉴别出了数百个编码序列突变,其中,CHD8、SNC2A和KATNAL2三个基因在多个患者体内存在突变。这也意味着属于外显子组的这三个基因是自闭症的关键基因。
史德特认为,尽管与自闭症相关的基因有很多,而且估计可能有500种基因,甚至多达1000种基因,但是,研究人员并不期待找到所有基因。因为遗传学的真正价值在于它给予人们关于生物学的想法。即便只找到10%的基因,也足以了解这一疾病,并据此开发出治疗方法。当然,史德特也希望对更多的家庭开展测序,以确认与自闭症有密切关系的少数关键基因。
与此同时,另外一些研究人员也在自闭症的基因研究上有了重大发现。2009年的一项全基因组关联研究(GWAS)曾提示,5号染色体的5p14.1区域与泛自闭症障碍相关,但没有更多的证据进行确认。现在,美国洛杉矶南加利福尼亚州大学的丹尼尔·坎贝尔研究小组对5号染色体的这一区域进行研究时,发现了一个非编码的核糖核酸(RNA)基因。这个在5号染色体上生成的RNA是一个不同寻常的RNA,实际上是由膜突蛋白假基因的反义链编码而成。
坎贝尔研究小组进一步证实,这一反义RNA结合到了X染色体的真膜突蛋白基因转录物上,以调控其在细胞内的蛋白质水平。坎贝尔认为,首先存在一个假基因,然后假基因的反义链转录生成了这一RNA,后者随后结合到另一条染色体上的某个蛋白编码基因的RNA上。这一结果是坎贝尔研究小组进行了5次重复研究才得出的,也让他们感到很奇怪。
同时,坎贝尔等人也指出,过去研究人员在自闭症患者的尸体大脑中发现了高度表达的这种反义RNA。但是,大脑中膜突蛋白的总体蛋白水平并未发现改变,这有可能是在发育的某个关键时间点,反义RNA引起了膜突蛋白的错误调控。
坎贝尔研究小组的发现实际上证明,一种非编码RNA与自闭症关联但不编码任何基因,这是一种遗传因素,有着惊人复杂的基因调控功能。
所有这些基因发现稍稍掀开了掩盖在自闭症遗传因素上的厚重面纱,为认识自闭症打下了基础。
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