使用基因编辑，神经科学家为自闭症开发了一个新模式
麻省理工学院(MIT)和中国的研究人员利用基因组编辑系统CRISPR对猕猴进行了基因改造，使其表现出一种与人类自闭症和其他神经发育障碍有关的基因突变。这些猴子表现出的一些行为特征和大脑连接模式与患有这些疾病的人类相似。
患有自闭症和其他神经发育障碍的鼠标研究产生了在临床试验中测试的药物候选物，但它们都没有成功。由于迄今为止，许多制药公司已放弃测试此类药物。
新型的模型,然而,可以帮助科学家开发更好的治疗方法对于某些神经发育障碍,办事冯说,谁是詹姆斯·w·和帕特丽夏Poitras神经科学教授,麻省理工学院麦戈文脑研究所的一员,和该研究的资深作者之一。
“我们的目标是产生一种模型，以帮助我们更好地了解自闭症的神经生物学机制，最终发现将更加易用的人类的治疗方案，”冯说，他也是广泛研究所的研究所成员麻省理工学院和哈佛大学和一位高级科学家在斯坦利精神病学研究中。
“我们迫切需要新的治疗方案自闭症谱系障碍而且在小鼠中发展的治疗迄今为止已经令人失望。虽然鼠标研究仍然非常重要，但我们相信灵长类动物的遗传模型将帮助我们开发更好的药物，甚至可能为某种严重形式的自闭症进行基因疗法，“麻省理工学院麦戈尔恩大脑研究所，多丽丝脑研究所主任Robert Desimone说唐伯里神经科学教授，以及本文的作者。
深圳先进技术研究院的周慧慧，中山大学的Andy Peng Xiang和华南农业大学的Shihua Yang也是该研究的高级作者，该研究发表在6月12日的网络版上自然。本文的牵头作者是前麻省理工学院杨周，麻省理工学院研究科学家Jitendra Sharma，Broad Institute集团领导者Rogier Landman，以及孙中山大学的琼库。该研究团队还包括Mriganka Sur，Paul和Lilah E.牛顿教授在大脑和认知科学系和麻省理工学院佩吉尔学习和记忆学院的成员。
基因变异
科学家们已经确认了数百种与自闭症谱系障碍相关的基因变异，其中许多个体只造成了很小的风险。在这项研究中，研究人员专注于一个被称为Shank3的与此密切相关的基因。除了与自闭症有关外，Shank3基因的突变或缺失还会导致一种名为Phelan-McDermid综合征的相关罕见疾病，这种疾病最常见的特征包括智力残疾、语言和睡眠障碍以及重复行为。这些人中的大多数也被诊断为自闭症谱系障碍，因为许多症状是重叠的。
这种由Shank3编码的蛋白质存在于突触中，突触是大脑细胞之间的连接处，负责细胞间的通讯。它在大脑中被称为纹状体的部分特别活跃，纹状体与运动规划、动机和习惯性行为有关。冯教授和他的同事们之前研究过Shank3基因突变的小鼠，发现它们表现出了一些与自闭症相关的特征，包括回避社会互动和强迫性重复行为。
虽然鼠标研究可以提供有关疾病的分子底划的大量信息，但有一些缺点将使用它们进行研究神经发育障碍,冯说。特别是，老鼠缺乏高度发达的前额皮质，这是许多独特的灵长类特征的基础，如做决定，保持集中注意力，解释社会线索，这些往往受到大脑紊乱的影响。
CRISPR基因组编辑技术的最新发展，提供了一种将基因变异植入猕猴体内的方法，这在以前是非常困难的。CRISPR由一种被称为Cas9的dna切割酶和一个短RNA序列组成，该序列将这种酶引导到基因组的特定区域。它可以用来破坏基因或在特定位置引入新的基因序列。
在中国的研究团队成员，灵长类生殖技术比美国更先进的，将CRISPR成分注入受精短尾卵，产生携带静脉突变的胚胎。
在分析了大部分数据的情况下，MIT的研究人员发现，具有Shank3突变的猕猴显示出类似于在具有突变基因中观察的行为模式。他们倾向于经常在夜间醒来，他们展示了重复行为。他们也从事比其他猕猴的社交互动更少。
磁共振成像(MRI)扫描也显示了与自闭症谱系障碍患者相似的模式。纹状体和丘脑神经元的功能连通性降低，丘脑负责传递感觉和运动信号，也参与睡眠调节。与此同时，包括感觉皮层在内的其他区域的连通性也增强了。
药物开发
研究人员希望在明年内开始测试可能影响自闭症相关症状的治疗方法。他们还希望识别生物标志物，比如在MRI扫描中看到的独特的大脑功能连接模式，这将帮助他们评估药物治疗是否有效果。
类似的方法也可以用于研究由特征明确的基因突变引起的其他类型的神经系统疾病，如Rett综合征和脆性X综合征。X染色体脆弱症是世界上最常见的智力残疾遗传形式，大约每4000名男性和每8000名女性中就有一名患有这种疾病。Rett综合征比较罕见，几乎只发生在女孩身上，它会导致语言和运动技能的严重障碍，还会导致癫痫和呼吸问题。
“考虑到小鼠模型的局限性，患者真的需要这种进步给他们带来希望，”冯说。“我们不知道这是否能成功开发治疗方法，但我们将在未来几年内看到这如何帮助我们将实验室的一些发现转化为临床研究。”
进一步探索
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