孤独症患者的血管发育可能有风险

- 编辑:大众自然网 -

孤独症患者的血管发育可能有风险

由巴蒂斯特·拉科斯特博士领导的一个加拿大合作小组首次对自闭症大脑的血管系统进行了深入研究。今天发表在《自然神经科学》上的一篇论文,是四年工作的成果,提出了几条新证据,有力地表明自闭症患者血管内皮细胞的缺陷。

拉科斯特博士是渥太华医院(Ottawa Hospital)的一名科学家,也是渥太华大学医学院(University of Ottawa’s Faculty of Medicine)和大脑与精神研究所(Brain and Mind Research institute)的助理教授,他领导着一个专门研究健康与疾病中的神经血管相互作用的实验室。在与麦吉尔大学(McGill University)、拉瓦尔大学(Laval University)和加拿大国家研究委员会(National Research Council of Canada)的研究人员的合作中,拉科斯特博士的团队使用了一种小鼠模型,模型中存在自闭症谱系障碍中最常见的基因突变之一- 16p11.2缺失,简称为“16p”。

拉科斯特博士的研究生朱莉·乌莱特(Julie Ouellette)和副研究员泽维尔·图萨(Xavier Toussay)在这个团队中发挥了重要作用。该团队还使用了从携带16p突变的成年自闭症患者组织中提取的细胞。

神经和血管不同步

“如果你想象你有一辆豪华车——法拉利——它很美,停在你的车库里。但如果你不给油箱加汽油,汽车就开不了,”拉科斯特博士说。“大脑也一样。它是最复杂的器官,但如果你没有血液供应,大脑就不能正常工作。”

正常情况下,当脑细胞活跃时,血液会涌向活跃的大脑区域,这种现象被称为“神经血管耦合”。但是,当16p缺失小鼠的神经元受到刺激时,研究发现这些大脑区域的血管反应被延迟和减弱。

这种分离——或者说“神经血管分离”——被证明起源于血管本身:从这些老鼠身上分离出来并在培养基中保持存活的动脉,对引起血管扩张的化学物质也表现出虚弱和迟缓的反应。研究小组进一步分离了内皮细胞缺失的来源,而不是其他类型的细胞,比如血管周围的肌肉细胞。

发展的困难

拉科斯特博士的研究进一步表明,对于那些携带16p缺失基因的人来说,血管问题在很小的时候就开始了。在皮氏培养皿中,人类和小鼠的内皮细胞都不能产生连接血管的延伸,使血管网络扩展和生长。新生的自闭症小鼠大脑中的内皮细胞也有同样的问题。

到了青春期,老鼠大脑中的血管密度仍然降低。有趣的是,与循环系统的问题相反,研究人员发现这些年轻老鼠大脑中的神经元组织得出奇的好。

随着老鼠的成长,大脑中的其他细胞对其功能失调的内皮细胞进行了补偿,因此,到成年时,它们已经发育出了完整的血管网络。然而,正如研究人员之前的实验所显示的,这些血管在成年小鼠中仍然功能失调。

拉科斯特博士说:“这有点像一个水管工来到你家里,却把水管安装得很糟糕。”“从那以后,你就很难让你的水槽有合适的水压了。”

血管和自闭症行为

当一个人或老鼠携带16p突变时,这种基因差异会在他们体内的每个细胞中复制。这使得确定系统性发育差异的原因变得更加困难。

为了解决这个难题,拉科斯特博士的团队制造了只在其内皮细胞中表达突变的小鼠——所谓的“条件突变体”。这些小鼠在血管发育上显示出与全身突变体相似的缺陷。

值得注意的是,尽管他们大脑和身体的其他细胞在遗传上都是正常的,这些条件突变体却表现出一些自闭症的行为迹象:多动症、刻板的动作和运动学习障碍。

这表明,血管中的问题导致了神经元功能障碍,进而导致了自闭症的外部症状和体征。

进一步的调查途径

研究人员使用相同数量的雄性和雌性老鼠,在雄性老鼠身上发现了更明显的效果,这表明雌性可能有其他工具,比如雌性激素,可以弥补或掩盖这种缺陷。他们建议将此作为一种探索途径,以及血管在更广泛的神经发育障碍中的作用,这可能导致新的诊断和治疗方法。