有自闭症谱系障碍的人,出生后大脑通常会经历一段时期的加速发育。没有人知道这是为什么,或者这些变化是否与任何特定的行为变化有关联。最近,由加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究人员进行的一项新研究表明,在怀孕的小鼠中,炎症——免疫系统的第一道防线,可以触发神经干细胞的过度分裂,导致后代大脑的“过度生长”。
在这项研究中,研究人员通过将很低剂量的脂多糖(lipopolysaccharide)——大肠杆菌中发现的一种细菌毒素,注入怀孕小鼠体内,模拟了可能激活免疫系统的环境因素——例如感染或自身免疫性疾病。研究人员发现,该毒素可引起神经干细胞的过量生产,并使后代的大脑增大。
神经干细胞成为脑细胞的主要类型,包括处理和传输信息的神经元,以及支持和保护它们的胶质细胞。值得注意的是,研究人员发现,大脑增大的小鼠也表现出像人类自闭症一样的行为。例如,当幼崽与其母亲分开时,它们不大可能发声,对与其他小鼠的互动不太感兴趣,表现出更高水平的焦虑,并更有可能做出一些重复性的举动,如过度修饰。
虽然众所周知,孕产妇炎症是一些神经发育障碍(如孤独症)的一个危险因素,但是人们认为这并不会直接引发疾病。自闭症显然是一种高度可遗传的疾病,但是其他的非遗传因素也起到了明显的作用。
研究人员还发现证据表明,在携带特殊遗传突变(缺乏一个肿瘤抑制基因磷酸酶和张力蛋白——PTEN的一个拷贝)的小鼠中,免疫反应所触发的大脑生长甚至更大。PTEN蛋白通常有助于防止细胞生长和分裂的太快。在人类当中,具有PTEN的异常版本会导致非常大的头围或巨头畸型——也与自闭症高风险相关的一种情况。
自闭症是一种复杂的疾病,有各种各样的原因。我们的研究指出了一种潜在的方式,孕产妇炎症可能是其中的一个因素,即使它不是唯一因素,但可通过与已知风险因素相互作用而起作用。
此外,该研究团队发现,神经干细胞过度增殖与大脑过度生长,是由一种特定分子通路的活化而刺激的。这个通路涉及NADPH氧化酶,UCLA研究人员以前发现它与神经干细胞的生长相关。
Kornblum补充说,神经干细胞过度增殖可导致自闭症相关特征的这一发现,可能是令人吃惊的。他说:“自闭症的神经病理学主要被认为是神经元连接的调节异常,但是其发生的分子和细胞手段还是未知的。因此,我们的假设——自闭症发展的一个潜在手段,是通过脑细胞生产过剩完成的,然后这引起连接性改变——是关于自闭症病因的一种新的思考方式。”
研究人员称,下一步是要确定他们所观察到的变化,是否和如何导致脑细胞之间连接性的变化,在它们发生后这些影响是否会被改变。