大脑极其复杂。通常,当我们谈论转变神经发育特征时,我们关注的是数年的强化治疗和复杂的干预措施。但斯坦福大学的新研究表明,至少在小鼠身上,逆转一些更具挑战性的自闭症症状的关键可能在于一个单一的、过度活跃的细胞群。
通过靶向大脑中一个充当感觉和社会信息“看门人”的区域,研究人员利用一种精准药物和一些基因工程技术,几乎消除了核心的自闭症样症状。
你的大脑就像一个派对
想象一下,你的大脑是一个拥挤的鸡尾酒会。桌子旁嗡嗡作响,酒杯叮当作响,背景音乐震耳欲聋。大多数人可以忽略噪音,专注于面前的人。大多数大脑也是如此。
负责这种“噪声过滤”的大脑部位是一个薄壳状结构,称为丘脑网状核(RT)。科学家称之为大脑的看门人,因为它决定哪些感觉信息能到达大脑皮层,哪些被丢弃。
但RT并不总是按预期工作。斯坦福医学院研究自闭症谱系障碍神经基础的科学家发现,自闭症症状通常与大脑这个特定区域的过度活跃有关。
为了查明真相,研究人员研究了一个特定的自闭症模型(一个基因工程动物模型)。
小鼠与神经元
在这个案例中,研究人员使用了Cntnap2基因敲除小鼠,这种小鼠被设计为缺乏一种与自闭症相关的特定基因。这使得研究人员能够观察其生物和行为上的“故障”如何与人类的情况相似。这些小鼠表现出典型的自闭症谱系障碍相关行为,包括社交回避、多动和重复行为。它们也容易发生癫痫发作。
由Sung-Soo Jang领导的团队证实,这些小鼠的RT神经元是“过度兴奋的”。具体来说,它们容易爆发式放电——高速发射信号序列。
这种过度活跃是由钙通道过多驱动的。这些通道导致神经元过度放电,对最微弱的信号也产生反应,从而有效地使大脑信息过载。
于是,他们决定让这个区域安静下来。
大脑的平静
首先,研究人员使用了一种名为Z944的药物。这是一种专门的钙通道阻滞剂,专门针对那些过度活跃的“火花塞”。当他们给Cntnap2小鼠服用这种药物时,结果几乎是立竿见影的。
小鼠停止了漫无目的地奔跑,达到了正常的活动水平。它们的社交兴趣恢复了,甚至停止了过度理毛的行为。
但药物有时会产生“脱靶”效应。也许Z944在身体的其他地方起作用,并引发了其他导致这些改善的过程。
为了证明RT是罪魁祸首,研究团队转向了化学遗传学,特别是称为DREADDs(由设计药物特异性激活的设计受体)的技术。利用这项技术,他们基本上“远程控制”了RT神经元以降低其活动。就像药物一样,这种靶向抑制恢复了社交偏好,并显著减少了多动,证实了药物确实在RT起作用。
人类呢?
人类不是老鼠,小鼠模型永远不会完全模拟人体。然而,RT是大脑中高度保守的部分;它在人类身上和老鼠身上做大致相同的事情。更重要的是,这项研究有助于解释为什么自闭症常常伴随着其他问题,如睡眠障碍、感觉超负荷和癫痫。所有这些功能都由丘脑管理。
药物Z944已经在针对疼痛和癫痫等其他疾病的临床试验中进行了探索。这项研究为未来的试验铺平了道路,以探索它是否有助于管理自闭症谱系障碍中的感觉和社交症状。
然而,自闭症谱系障碍极其多样化,涉及数百个基因。这项研究确定了一条特定的通路,可能对一部分人,特别是那些具有Cntnap2突变或类似通道问题的人有意义。
我们还没有达到在人类身上“治愈”自闭症的程度,这也不一定是目标。神经多样性群体中有各种各样的人,其中许多人没有经历致残的负面影响,可能不认为有什么需要改变。但对于许多与症状作斗争的人来说,这项研究是一个重要的概念验证。它表明,许多最具挑战性的症状,如严重的社交障碍和重复行为,是由特定的、可治疗的回路功能障碍驱动的。
期刊参考文献:Sung-Soo Jang, Fuga Takahashi, John R. Huguenard. 丘脑网状核过度兴奋驱动Cntnap2自闭症模型中的自闭症谱系障碍行为。Science Advances,2025;11 (34) DOI: 10.1126/sciadv.adw4682
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