僅在歐盟，就有大約300萬人受到自閉症譜系障礙（ASD）的影響。有些人只是受到輕微的影響，可以獨立生活，其他人則有嚴重的殘疾。不同形式的自閉症的共同點是社會互動和溝通困難，以及重複-刻板的行為。有幾百個基因的突變與ASD有關，其中一個叫做Cullin 3，它是一個高風險基因。這個基因的突變幾乎肯定會導致疾病的發生，但是這個基因究竟是如何影響大腦的呢？

為了進一步了解它，蓋亞·諾瓦里諾教授研究小組的博士生賈斯敏·莫蘭德爾和莉娜·施瓦茨研究了Cullin 3基因被部分停用的小鼠，並將它們與健康的同類進行比較。他們的結果剛剛發表在《自然通訊》雜誌上。

在一系列的行為和運動測試中，該團隊想看看經過改造的小鼠是否模仿了這種形式的自閉症患者的一些特徵，因此可以作為模型生物。

在其中一項測試即所謂的三室交際能力測試中，小鼠可以自由探索一個由小門連接的盒子的三個相鄰的房間。現在，科學家們將另外兩隻小鼠放在外箱中。一隻是被研究的小鼠已經熟悉的，另一隻是它從未見過的小鼠。該研究的共同第一作者Jasmin Moran DELL解釋說：”健康的小鼠通常喜歡新的而不是已經熟悉的小鼠。然而，具有改變的Cullin 3基因的小鼠沒有顯示出識別的跡象。此外，這些小鼠有運動協調障礙，以及其他與ASD相關的認知障礙。在這種小鼠模型的幫助下，該團隊隨後能夠深入了解帶來這些變化的機制。”

“博士生Lena Schwarz解釋說：”如果Cullin 3基因失活，Plastin 3蛋白就會積累，導致細胞遷移速度減慢，距離縮短

危險的蛋白質堆積

在研究小鼠大腦時，研究人員注意到一些腦細胞的位置發生了非常微妙但一致的變化。這些所謂的神經元或神經細胞起源於大腦中的一個特殊區域。從那裡，它們向最上層遷移，直到找到它們在大腦皮層的指定位置。這是一個非常敏感的過程，即使它們行進速度的微小變化也會改變大腦皮層的結構。通過標記遷移的神經元，科學家們可以追踪它們的運動。該研究的另一位共同第一作者Lena Schwarz描述說：”我們可以觀察到遷移的缺陷，神經元滯留在較低的皮質層中。但是，為什麼細胞不能像它們應該的那樣移動呢？”

免疫熒光染色使科學家能夠研究小鼠大腦中遷移的細胞（白色）

答案在於Cullin 3在蛋白質的生命末期發揮的重要作用。當它們的壽命即將終結，基因Cullin 3會給它們打上降解的標籤，這個過程必須受到嚴格的控制，以防止蛋白質堆積。為了找出當Cullin 3有缺陷時哪些蛋白質被錯誤地調節，莫蘭德爾和施瓦茨系統地分析了小鼠大腦的蛋白質組成，在研究在突變體大腦中積累的蛋白質的過程中發現了一種叫做Plastin 3的蛋白質。

結果發現，以前在神經元細胞遷移方面不為人知的蛋白Plastin 3，實際上在這一過程中發揮著重要作用。如果Cullin 3基因被停用，Plastin 3蛋白就會積累，導致細胞遷移速度變慢，距離變短。這正是我們在Cullin 3突變體小鼠的大腦皮層中看到的情況。

所有這些都發生在懷孕中期左右的大腦發育的早期階段，早在任何人注意到胎兒的任何差異之前。諾瓦里諾解釋說：”確定大腦發育過程中的這些關鍵窗口對於微調特定形式的ASD患者的治療可能極為重要，對Plastin 3的研究進行跟進可能會使患者的病情得到改善。”