孤獨(dú)癥研究展望

李希凡　陳恬　方方

【摘 要】孤獨(dú)癥作為一種廣泛性發(fā)育障礙的代表性疾病，通常在2-4歲就能診斷出，關(guān)于孤獨(dú)癥的發(fā)病機(jī)制有很多假說，但目前確切發(fā)病機(jī)制仍尚未闡明。由于發(fā)病機(jī)制的不確定，因此目前尚未有效治療方法。miRNA作為其他領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，在孤獨(dú)癥中研究的并不多，因此，研究孤獨(dú)癥中miRNA的變化將有可能揭示孤獨(dú)癥的發(fā)病機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】孤獨(dú)癥;miRNA;動物模型

中圖分類號： R749.94文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）10-0197-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.086

孤獨(dú)癥（Autism）是一種廣泛性發(fā)育障礙的代表性疾病，主要表現(xiàn)為社會交流障礙、語言交流障礙以及重復(fù)刻板行為三大核心臨床癥狀[1]。據(jù)2014年柳葉刀發(fā)布的一份統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，世界范圍內(nèi)的孤獨(dú)癥患者約為總?cè)丝诘?%[2]，而這個比例隨著人們對孤獨(dú)癥認(rèn)識的加深在不斷升高。雖然孤獨(dú)癥在2-4歲就能診斷出，但由于目前尚未有效的治療方法，因此孤獨(dú)癥的核心癥狀往往伴隨終生，嚴(yán)重危害了患者的正常生活，給患者、家庭及社會造成極大困擾。

目前，孤獨(dú)癥發(fā)病的原因尚不清楚，普遍認(rèn)為是胚胎發(fā)育時神經(jīng)發(fā)育期環(huán)境和遺傳因素共同作用的結(jié)果[1-3]，因此，孤獨(dú)癥的動物模型通常也分這兩種[1]，其中，環(huán)境因素的有丙戊酸鈉（Valproic acid， VPA）暴露模型、沙利度胺（Thalidomide， THAL）暴露模型以及母體免疫激活模型等;基因遺傳有MeCP2、EN2以及15q11-13染色體異常模型等，我國的仇子龍團(tuán)隊(duì)于2016年在全球范圍內(nèi)首次建立了MeCP2基因的非人靈長類動物模型[4]，被評為2016年度“中國生命科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展”。由于我們更為關(guān)心胚胎發(fā)育時環(huán)境因素所導(dǎo)致的孤獨(dú)癥，因此，本研究擬采用VPA暴露模型。早在1991年就有報(bào)道指出孕期使用VPA會使子代出現(xiàn)孤獨(dú)癥病癥[5]，這是因?yàn)樵谏窠?jīng)管關(guān)閉和第一批神經(jīng)元發(fā)育時（人類胚胎發(fā)育第20-24天，嚙齒目為12-13天），VPA的使用會使這些神經(jīng)元及其對應(yīng)的腦神經(jīng)核團(tuán)的發(fā)育出現(xiàn)紊亂，如抑制神經(jīng)嵴細(xì)胞的發(fā)育及遷移、神經(jīng)元過度增殖導(dǎo)致低分化[6]等。在嚙齒目中使用VPA造孤獨(dú)癥模型進(jìn)行研究由來已久[7]，Wistar大鼠[8]、SD大鼠[9]、C57小鼠[10]、DBA小鼠[11]、CF-1小鼠[11]以及ICR小鼠[12]上均被報(bào)道使用，是非常成熟的造模方法，本研究擬采用C57小鼠來造VPA孤獨(dú)癥模型。

孤獨(dú)癥的發(fā)生具有廣泛的生物學(xué)基礎(chǔ)，目前研究發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，孤獨(dú)癥患者從腦形態(tài)、腦功能、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)免疫、氧化應(yīng)激、遺傳學(xué)以及突觸可塑性等方面均有改變。在對孤獨(dú)癥患者進(jìn)行回顧性研究和孤獨(dú)癥高危家族跟蹤性研究后發(fā)現(xiàn)，孤獨(dú)癥患者在出生后6-12月出現(xiàn)皮層表面積過度擴(kuò)張、12-24月腦體積過度增長的現(xiàn)象[13-14]，這種早期大腦發(fā)育過度通常發(fā)生在前額葉皮層（Prefrontal cortex， PFC），且前額神經(jīng)元的數(shù)量與腦重量均顯著增加[15]。隨著年紀(jì)增加，孤獨(dú)癥患者的腦圍會逐漸恢復(fù)到正常水平，在對其腦部進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)前額Brodmann分區(qū)中的BA46、BA47和BA9區(qū)出現(xiàn)微清蛋白（Parvalbumin， PV）陽性中間神經(jīng)元數(shù)量的明顯減少，這或許解釋了后期腦圍的恢復(fù)正常，由于這種中間神經(jīng)元能通過對神經(jīng)元胞周和軸突的抑制進(jìn)而使錐體細(xì)胞的活動同步[16]，因此，它的減少直接導(dǎo)致了自閉癥患者大腦皮層興奮/抑制的改變，這可能與孤獨(dú)癥認(rèn)知和運(yùn)動缺陷的出現(xiàn)有關(guān)。與這些神經(jīng)元數(shù)目改變一起出現(xiàn)的還有炎癥反應(yīng)，回顧性研究表明，患者的前額葉、顳葉等腦組織中均出現(xiàn)了炎性因子如IL-6、TNF-α的顯著升高以及小膠質(zhì)細(xì)胞的顯著增多[17]，炎性因子的釋放會進(jìn)一步加劇炎性狀況造成惡性循環(huán)。此外，一些信號通路也發(fā)生異常變化，如調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞增殖、分化、遷移、凋亡以及突觸形成與聯(lián)系的經(jīng)典Wnt信號通路[18-19]。有研究指出，在VPA暴露的孤獨(dú)癥大鼠前額葉皮層和海馬組織中GSK-3β（Ser9）磷酸化水平顯著增加，其負(fù)調(diào)控底物β-catenin磷酸化水平顯著降低從而減少β-catenin被泛素標(biāo)記進(jìn)入蛋白降解途徑，β-catenin的增加說明經(jīng)典Wnt信號通路被激活[18-20]。由于Wnt信號通路能影響神經(jīng)元正常發(fā)育以及突觸的生長與成熟[21-22]，阻礙正常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成，最終導(dǎo)致了孤獨(dú)癥患者三大核心臨床癥狀的出現(xiàn)[23]。有些研究針對孤獨(dú)癥發(fā)生的上述生物學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行孕鼠的預(yù)處理，如使用吲哚美辛來抑制炎癥的發(fā)生[24]、使用維生素D來提高孕鼠免疫力減少炎性因子的釋放[25]、使用Sulindac抑制Wnt/β-catenin通路[26]等，這些措施雖然都能不同程度的改善子代的癥狀，如痛閾相對正常、刻板重復(fù)動作減少、提高學(xué)習(xí)和記憶能力等，但針對已出現(xiàn)癥狀的子代，迄今為止尚無特異性治療藥物。目前對患者多采用行為干預(yù)為主、藥物治療為輔的綜合性治療措施，美國FDA只批準(zhǔn)了利培酮（risperidone）及阿立哌唑（aripiprazole）這兩種抗精神病藥用于改善患者的易怒、攻擊及刻板行為。由于孤獨(dú)癥的確切發(fā)病機(jī)制尚未闡明，因此加強(qiáng)對孤獨(dú)癥病因?qū)W的研究、在病因?qū)W研究的基礎(chǔ)上找到合適的藥物靶標(biāo)并進(jìn)行驗(yàn)證就顯得尤為重要[27]。

美國加州大學(xué)Daniel Geschwind團(tuán)隊(duì)分別在2011年、2016年8月以及2016年12月對孤獨(dú)癥患者以及正常人的腦部尸檢標(biāo)本進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組水平[28]、miRNA水平[29]以及l(fā)ncRNA水平[30]的高通量分析，北京大學(xué)的王力芳團(tuán)隊(duì)也于2017年啟動了孤獨(dú)癥相關(guān)miRNA的遺傳篩選及其調(diào)控機(jī)制的自然基金面上項(xiàng)目研究，這都標(biāo)志著對孤獨(dú)癥的研究已進(jìn)入了高通量分析及之后的數(shù)據(jù)挖掘以及尋找關(guān)鍵基因的階段。miRNA是一類長度約為20-24個核苷酸的小RNA，每個miRNA可以有多個靶基因，而多個miRNA也可以調(diào)節(jié)同一個基因從而形成復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。miRNA這種復(fù)雜而又精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制使得其成為很有希望的治療藥物或藥物治療的靶點(diǎn)，如正在進(jìn)行Ⅰ期臨床的針對miR-16研發(fā)的MRG-201、已通過Ⅰ期并進(jìn)入Ⅱa期臨床的針對miR-122的Miravirsen[31]。

雖然miRNA在其它領(lǐng)域研究的如火如荼，但在孤獨(dú)癥方面，關(guān)于miRNA的研究才起步不久。我們有理由相信，miRNA有望成為孤獨(dú)癥研究的熱點(diǎn)。

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