科研進展

《自然》:深圳先進院等腦科學國際團隊建立新型自閉癥非人靈長類動物模型

時間:2019-06-12  來源:腦所 文本大小:【 |  | 】  【打印

  613日,依托深港腦科學創新研究院和籌劃中的深圳市腦解析與腦模擬重大科技設施研究平臺,中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所、美國麻省理工學院、中山大學、華南農業大學等國際團隊合作攻關,在自閉癥非人靈長類動物模型的研制上取得新突破。相關成果Atypical behaviour and connectivity in SHANK3-mutant macaques(中文譯名:異常的行為和神經連接在SHANK3基因突變獼猴)以長文形式發表在國際頂級學術期刊Nature 

  自閉癥是一種嚴重的神經發育性疾病,目前中國自閉癥患者已超1000萬,且患病率呈現上升趨勢。自閉癥的發生機制目前仍不清楚,在嚙齒類模型上發展出的藥物在臨床試驗中無一成功,能夠服務于針對自閉癥的新藥研發、高度模擬人類自閉癥癥狀的實驗動物模型一直以來是自閉癥研究領域的瓶頸。因此,利用在大腦結構與功能方面與人類更加相接近的非人靈長類動物,構建模擬人類自閉癥的動物模型,極有可能會突破這一瓶頸,促進更好的藥物和基因療法的開發和應用。 

  深圳先進院腦認知與腦疾病研究所周暉暉團隊與美國麻省理工學院Robert Desimone、馮國平教授團隊,中山大學項鵬教授團隊,華南農業大學楊世華教授團隊,借助CRISPR基因編輯系統在獼猴上成功改造了與自閉癥高度相關的SHANK3基因。該基因的缺失或突變會導致大腦神經元發育不成熟、神經連接減少,個體表現出社交回避、刻板行為等自閉癥癥狀。 

  研究人員將CRISPR組分注射入受精的獼猴卵中,并通過代孕猴成功產生了攜帶SHANK3突變的獼猴。分析發現突變猴表現出與自閉癥患者相似的行為特征,如睡眠紊亂、重復性刻板行為增加以及社會交互減少。在觀看社會性刺激時,突變猴呈現異常的眼運動模式以及長潛伏期的瞳孔反應,這些表現與自閉癥患者高度一致。MRI掃描進一步發現突變猴大腦結構和功能均存在與自閉癥患者相似的異常。結構上表現為灰質體積的降低,功能上表現為腦區間(如后扣帶回與內側前額葉之間)長程連接減少,局部連接增強。 

  該項研究證明了新型轉基因自閉癥靈長類動物模型的成功建立,為更加深入地理解自閉癥的神經生物學機制并開發更具轉化價值的治療手段提供了更好的研究基礎。 

  該工作獲得包括中國國家重點研發計劃,中國科學院對外合作計劃,中國國家自然科學基金,帕特里克·J·麥戈文基金及深圳市科技創新委員會在內的多個項目支持。

    論文鏈接

論文截圖

SHANK3基因突變猴表現出自閉癥相關癥狀。ASHANK3基因編輯示意圖;B:突變猴社會交互減少;C:社會性刺激下突變猴眼運動異常;DSHANK3基因突變導致大腦長程連接減弱,局部連接增強。 

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