科學家可能發現了自閉症的第一個徵兆:異常巨大的大腦
加州大學聖迭戈分校的一項研究顯示,與自閉症有關的大腦發育差異始於子宮內,自閉症幼兒大腦皮質器官更大、生長更快,與更嚴重的症狀相關。這項研究為了解和治療自閉症開闢了新途徑。
有些自閉症的兒童面臨嚴重、持久的挑戰,包括發展遲緩、社交障礙,甚至可能無法說話。同時,其他兒童的症狀可能會隨著時間的推移而減輕。
在此之前,這種結果上的差異對科學家來說一直是個謎。加州大學聖地牙哥分校的研究人員在《分子自閉症》(Molecular Autism)雜誌上發表的一項新研究首次揭示了這個問題。研究結果包括這兩種亞型自閉症的生物學基礎是在子宮內形成的。
研究人員利用10名1至4歲患有特發性自閉症(未找到單基因病因)的幼兒的血液幹細胞,創建了大腦皮質器官(BCOs)或胎兒皮質模型。他們也從六名神經正常的幼兒身上製造出了大腦皮質有機體。
大腦皮質通常被稱為灰質,位於大腦外側。它擁有數百億個神經細胞,負責意識、思考、推理、學習、記憶、情緒和感官功能等基本功能。
研究結果包括根據在不同年份(2021 年和2022 年)進行的兩輪研究,患有自閉症的幼兒的BCO 比神經畸形對照組的BCO 大得多,大約大40%。每一輪研究都要從每位患者身上提取數百個器官組織。
研究人員還發現,自閉症幼兒的BCO 生長異常與他們的疾病表現有關。幼兒的BCO 體積越大,他們日後的社交和語言症狀就越嚴重,核磁共振成像顯示的大腦結構也越大。與神經正常的同齡人相比,BCO 過度增大的幼兒在社交、語言和感官腦區的體積比正常幼兒大。
桑福德幹細胞研究所(SSCI)太空幹細胞軌道綜合研究中心主任阿利森-穆奧特里(Alysson Muotri)博士說:「大腦並不一定越大越好。」她是癌症幹細胞生物學領域領先的醫生科學家,其研究探索了空間如何改變癌症進展這一基本問題。穆奧特里也是加州大學聖地牙哥分校醫學院兒科系和細胞與分子醫學系的教授。
更重要的是,所有自閉症兒童的腦器質性組織,無論嚴重程度如何,其生長速度都比神經正常兒童快三倍左右。一些最大的腦器質性組織–來自最嚴重、最頑固的自閉症兒童的神經元也在加速形成。幼兒的自閉症越嚴重,他們的腦器質性組織的生長速度就越快,有時甚至發展到神經元過剩的地步。
與穆奧特里共同領導這項研究的醫學院神經科學系教授、博士埃里克·庫爾切森(Eric Courchesne)稱這項研究是”獨一無二的”。他說,將自閉症兒童的數據(包括智商、症狀嚴重程度和核磁共振成像等影像學檢查)與相應的BCO或類似的幹細胞衍生模型相匹配,是非常有意義的。但奇怪的是,在他們的工作之前,還沒有進行過這類研究。
“自閉症的核心症狀是社交情感和溝通問題,”兼任加州大學聖地牙哥分校自閉症卓越中心聯合主任的庫爾切森說。 “我們需要了解造成這些問題的潛在神經生物學原因,以及它們是何時開始的。我們是第一個設計自閉症幹細胞研究這一具體和核心問題的人。”
長期以來,人們一直認為自閉症是一種複雜的漸進性疾病,始於產前,涉及多個階段和過程。雖然自閉症患者沒有兩個是相同的–就像神經正常的人沒有兩個是相同的一樣–但患有這種神經發育疾病的人一般可分為兩類:一類是社交障礙嚴重,需要終身照顧,甚至可能不說話;另一類是病情較輕,最後發展出良好的語言能力和社交關係。
科學家還無法確定為什麼會存在至少兩類自閉症患者。他們也無法在產前識別自閉症兒童,更不用說預測他們的病情可能有多嚴重了。
現在,庫爾切森和穆奧特里已經確定大腦過度生長始於子宮內,他們希望找出原因,以便開發出一種療法,緩解這種疾病患者的智力和社交功能。
編譯來源:ScitechDaily