人工大腦揭示自閉癥譜系障礙的遺傳起源

一種新的科學技術使用腦類器官– 在實驗室中生長的迷你人造大腦 –揭示了隱藏在我們大腦中的自閉癥譜系障礙（ASD）的遺傳起源。

Called SELECT（代表CRISPR-人類類器官-單細胞RNA測序），該技術結合了復雜的遺傳學和定量生物信息學，以研究已知具有高風險的基因突變孤獨癥，以及這些突變如何導致胎兒大腦中的特定細胞變化。

由于微小體外大腦中的每個細胞（最多）只攜帶一個特定高風險基因的突變，因此可以同時分析不同突變的影響，同時相關細胞在生長過程中分裂和倍增。類器官.

研究人員，這揭示了一次實驗中多個突變的后果，大大縮短了分析所需的時間。說.

“通過這種高通量方法，我們可以系統地滅活一系列致病基因。隨著攜帶這些突變的類器官生長，我們分析了每個突變對每種細胞類型發育的影響。說來自奧地利分子生物技術研究所（IMBA）的分子和細胞藥理學家Chong Li，是開發該技術的研究小組之一。

專注于36種已知的高風險自閉癥基因，研究人員發現，雖然這些基因具有許多共同的分子機制，但這些機制對不同細胞類型的影響可能明顯不同 - 使某些細胞類型容易受到胎兒大腦中自閉癥相關突變的影響。

神經祖細胞 - 產生神經元的創始細胞，我們大腦中的神經細胞 - 特別容易受到突變的影響，李解釋，強調這些細胞類型作為未來研究的候選者。

我們奇怪皺紋的大腦的發育是一個極其復雜的過程，但正是這種復雜性為大腦發育提供了如此多的出錯機會。

直到最近，科學家們還依靠尸檢組織、腦部掃描和動物模型來了解大腦的內部運作（畢竟，沒有人希望他們的腦組織在活著的時候被戳、戳，甚至可能被解剖，是嗎？）。

類器官預示著一個新時代的到來。

雖然人造大腦的斑點可能聽起來像弗蘭肯斯坦的怪物，但源自干細胞并且在培養皿上生長不超過 4 毫米（0.15 英寸），通常認為它們大腦發育特定方面的模型而不是大腦本身的模型。

“研究[神經發育障礙]的遺傳病因可以增強我們對疾病機制的理解，但它通常需要進入人類大腦的發育過程。大腦類器官概括了早期大腦發育，并產生體內發現的多種細胞類型，“該團隊寫在他們的論文中。

雖然類器官包含構成我們大腦的幾種組織類型，但它們的模型缺乏一些常見的腦組織，如小膠質細胞，因此仍然是一個不完整的模型，因此這些仍然需要測試，研究小組警告說。

這項新技術將給基因篩查帶來重大變化，并且由于類器官技術可以應用于許多不同的人體組織，該團隊相信它將迅速推進我們對遺傳疾病的掌握。

“以系統，可擴展和有效的方式確定細胞類型對遺傳性疾病的特異性貢獻的能力將大大增強我們對疾病機制的理解，”他們寫.

“由于SELECT系統提供了一種強大，精確控制的篩選策略，我們預計它將廣泛應用于大腦類器官之外，以研究疾病相關基因。

有了這個，人類大腦的秘密比以往任何時候都更接近于被理解。

這項研究發表于自然界.

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