一项使用磁共振成像（MRI）和脑类器官的研究表明，自闭症儿童大脑尺寸较大与更严重的症状有关。该研究强调了酶 Ndel1 在自闭症谱系障碍中的大脑发育和症状严重程度方面的作用。
一项使用磁共振成像（MRI）和脑类器官的研究表明，自闭症儿童大脑尺寸较大与更严重的症状有关。该研究强调了酶 Ndel1 在自闭症谱系障碍中的大脑发育和症状严重程度方面的作用。来源：SciTechDaily.com
自闭症儿童的大脑过度生长与更严重的症状有关，可能受Ndel1 酶 的影响。
来自巴西和美国的一组研究人员已经确定了自闭症谱系障碍（ASD）儿童的大脑过度生长与社交和沟通症状的严重程度之间的联系。
这些发现发表在《分子自闭症》杂志上，其依据是对 900 多名患有自闭症谱系障碍（ASD）儿童大脑的磁共振图像的分析（该小组在 2017 年进行的一项研究），以及最近对脑类器官的实验——模拟全尺寸大脑结构和功能特征的“微型大脑”。这些类器官是在实验室中从诱导多能干细胞（iPSCs）培养而来，这些细胞来自参与早期研究的儿童捐赠的血液。
大脑大小与自闭症谱系障碍症状严重程度之间的联系
在 磁共振成像（MRI）和类器官分析中，大脑增大与症状严重程度相关。据该文章称，由症状最严重的儿童捐赠的细胞培养出的微型大脑比对照组大 41%。
“并非所有患有自闭症谱系障碍（ASD）且症状严重的儿童都会出现大脑增大的情况，但大脑增大时症状会更严重，”该文章的倒数第二作者、巴西圣保罗联邦大学医学院（EPM-UNIFESP）药理学系教授米里安·林（Mirian Hayashi）说道。
研究小组的一名成员观察到“微型大脑”的大小变化。 来源：若昂·纳尼
酶对神经元发育的影响
这种大脑增大似乎与 Ndel1 活性的改变有关，Ndel1 是一种在胚胎神经元分化和迁移中起重要作用的酶。此前，UNIFESP 小组在寨卡病毒导致的小头症儿童中观察到了类似的现象。Ndel1 与多种神经疾病有关，如精神分裂症、首次精神病发作、双相情感障碍以及寨卡先天性综合征。
正如研究人员所指出的，社交和沟通症状在自闭症谱系个体中很常见，但严重程度因人而异。尽管决定症状强度的生物学机制仍不清楚，但这项研究的发现为理解自闭症谱系障碍开辟了新的途径。
研究方法学
该研究分为两个阶段。第一阶段涉及对由世界自闭症神经生物学领域的领军专家之一埃里克·库尔谢纳（Eric Courchesne）在一项队列研究中评估的 900 多名患有自闭症谱系障碍（ASD）的儿童的 MRI 脑部图像和诊断数据的分析。库尔谢纳教授是美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校（UCSD）自闭症卓越中心的总负责人和首席研究员，并领导着 UCSD 自闭症中心关于自闭症早期大脑发育的 MRI 项目。
第二阶段包括在由加州大学圣地亚哥分校儿科学系和细胞与分子医学系的教授艾利森·R·穆特里领导的实验室开发的微型大脑上进行的实验。实验表明，与细胞迁移和神经元形成有关的问题在大脑形成期间就已经存在，可能会影响大脑的大小。
特别是，Ndel1 在患有自闭症谱系障碍（ASD）的儿童大脑增大过程中起着关键作用。“此前在自闭症患者中已检测到神经元的改变。对微型大脑的分析证实，当大脑增大时，神经祖细胞（能够分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的多能神经干细胞）的数量增加。我们的实验表明，在这些病例中，大脑增大可能是由于在胚胎发生期间大量神经祖细胞无法分化所致，”在 FAPESP 的支持下于 Muotri 教授实验室进行此项分析的 João Nani 说道。
许多神经细胞的表现不正常，也没有像预期那样形成连接（突触）。“连接的数量比神经元的数量更重要。这就是为什么神经元更多[如大脑过度生长]和神经元更少[如小头畸形]都有害，”纳尼说。
实验结果与未来方向
研究人员还测量了微型大脑中 Ndel1 的活性和表达，发现在大脑增大的病例中存在失衡。“Ndel1 与细胞分裂和神经元分化有关。当然，这些过程还涉及其他蛋白质，但在大脑过度生长中，整个系统可能失调，Ndel1 可能是一种改变的生物标志物。我们发现这种失衡会导致大脑增大和大脑缩小。然而，在我们分析的病例中，自闭症儿童的外周血中有更多的单核细胞，以及交流和社交症状的严重程度，”纳尼说。
研究人员计划进行进一步的研究，旨在从患者的血液样本中确定与自闭症谱系障碍（ASD）严重程度相关的生物标志物。
Reference:
“Embryonic origin of two ASD subtypes of social symptom severity: the larger the brain cortical organoid size, the more severe the social symptoms” by Eric Courchesne, Vani Taluja, Sanaz Nazari, Caitlin M. Aamodt, Karen Pierce, Kuaikuai Duan, Sunny Stophaeros, Linda Lopez, Cynthia Carter Barnes, Jaden Troxel, Kathleen Campbell, Tianyun Wang, Kendra Hoekzema, Evan E. Eichler, Joao V. Nani, Wirla Pontes, Sandra Sanchez Sanchez, Michael V. Lombardo, Janaina S. de Souza, Mirian A. F. Hayashi and Alysson R. Muotri, 25 May 2024, Molecular Autism.
DOI: 10.1186/s13229-024-00602-8