Cell：iPSCs培育大脑类器官 揭秘孤独症致病机理

因为精神类疾病的复杂性，对自闭症、精神分裂症这类影响大脑正常机能的疾病的研究进展相对缓慢。7月16日《Cell》刊登了一篇学术论文，宣布精神病研究领域重大进展：将自闭症患者的皮肤细胞诱导成多功能干细胞（iPSCs），再培育成一个微型大脑，用于解释令人意外的致病机制。

一直以来，大多数对孤独症的研究都局限在寻找可能构成障碍的基因突变点，然后运用动物或者细胞模型研究这些突变的基因，探究它们在大脑发育中可能的作用。目前，通过这种研究模式虽然挖掘到一些罕见基因，但是致病机制尚不清楚。更沮丧的是，80%的自闭症病例还没有发现明确的遗传致病基因。

本文通讯作者，耶鲁大学医学院神经系统科学教授Flora Vaccarino说：“这项研究的意义在于，放弃传统模式上的遗传学，从疾病生物学本身入手，试图探究基因组信息。”

自闭症临床病症复杂且多样，这造成寻找单一的潜在因素十分困难。研究人员针对约五分之一的自闭症患者研究发现，伴随着疾病严重程度他们大脑区域会有共同的特征。从这些患者身上取得皮肤细胞，以他们正常的父亲的皮肤细胞作为对照，研究人员将皮肤细胞诱导成多功能干细胞，然后发育成小型的大脑。

这些所谓的“脑器官”直径只有几毫米，但是可看做早期发育的大脑，相当于头几个月妊娠期的胎儿大脑。研究人员分析这个类器官，发现调控神经发育的基因表达模式异变。诱导的类器官的抑制性神经元发生过表达，而其下游激活神经元却不受影响，导致神经元出现不平衡。值得注意的是，通过抑制在类器官中出现表达异常的单个基因的表达，能够纠正这种偏差，表明这种抑制，可能会对临床恢复神经平衡起到指导作用。

目前实验室水平只能将大脑类器官培育生长至早期阶段。然而，研究人员还在努力诱导它们朝着中后期阶段发育，这将给探究疾病机制提供更大的可能。本文作者目前正在分析他们现有数据，找到导致基因表达异变和神经平衡破坏的突变点或者表观遗传变化区域。

Vaccarino表示，这项研究利用人体细胞诱导多功能干细胞以找到孤独症的致病机理，这种研究思路有望预示着更好的医疗方法，类似的方法也可以应用于其他人类疑难杂症上。