斯坦福科学家发现调控自闭症症状的大脑区域
核心发现
- 斯坦福大学研究团队发现小鼠丘脑网状核的过度活跃神经元会引发类自闭症行为
- 使用Z944钙通道阻滞剂或DREADD基因工具干预后,小鼠社交行为显著改善
- 治疗后的小鼠重复梳理毛发行为减少,活动水平恢复正常
- 当前研究仅限于动物模型,需开展人体试验验证有效性
斯坦福,加州 - 斯坦福大学的研究人员成功定位了驱动小鼠自闭症核心症状的大脑区域,并通过针对性治疗显著改善了相关行为。这项突破性研究聚焦于负责感觉信息筛选的深层脑区,揭示了其神经元过度活跃导致症状的机制。该成果发表于《科学进展》期刊,可能为开发针对自闭症生物学基础的疗法提供方向。
感觉信息处理中枢的异常
丘脑网状核作为感觉信息的调控中枢,正常情况下负责筛选哪些信号能传递至大脑高级区域。在自闭症模型小鼠中,该区域神经元呈现爆发式高频放电,导致大脑通讯紊乱。研究人员使用缺乏Cntnap2基因的小鼠模型(该基因与人类自闭症高度相关),发现这些小鼠表现出典型的自闭症特征:社交回避、重复性行为、过度活跃及易发癫痫。
通过脑部检测,研究团队发现丘脑网状核神经元的T型钙通道过度活跃,使神经元更容易进入爆发式放电状态,这种异常电活动模式导致了行为层面的症状显现。
实验性抗癫痫药物对小鼠的影响
两种干预手段显成效
研究团队采用两种不同方法验证了神经活动调控的治疗潜力:
- 药物干预:给予实验性抗癫痫药物Z944(T型钙通道阻滞剂)后,小鼠表现出显著改善:过度活跃症状减轻,社交偏好恢复,重复性梳理毛发行为停止。值得注意的是,该药物已进行过人体抗癫痫试验,可能加速其在自闭症领域的应用进程。
- 基因调控:利用DREADD技术(仅由设计药物激活的受体)精准调控神经元活性。通过基因工程使特定神经元可通过药物控制,成功抑制丘脑网状核过度兴奋,同样显著改善了自闭症样行为。
更关键的是,研究人员还验证了反向因果关系:人为刺激正常小鼠的丘脑网状核神经元后,小鼠立即出现社交减少和重复行为增加的自闭症样症状。
革新治疗靶点
既往研究主要聚焦于大脑皮层的认知区域,而这项研究首次揭示自闭症症状可能起源于更深层的原始脑区——丘脑网状核。这个连接感觉处理、注意力和情绪调节多个脑区的关键枢纽一旦异常兴奋,会同时干扰多条神经网络,解释了自闭症多样症状的成因。
当前自闭症治疗多采用行为干预和针对焦虑、过度活跃等继发症状的药物。本研究提出的T型钙通道调控方案,可能直接修正导致自闭症核心特征的神经功能障碍。
研究局限与展望
• 仅使用雄性小鼠模型(雌性模型未显现显著行为异常)
• 仅针对Cntnap2基因缺失这一种遗传模型
• 未区分丘脑网状核不同神经元亚群
• 未评估干预的长期发育影响
由于Z944已有人体试验数据支持,相关疗法的临床转化可能加速。研究团队强调,尽管动物实验结果令人鼓舞,但在获得人体试验结果前,不应改变现有治疗方案。
免责声明:本研究为动物实验成果,尚未获得人体治疗批准。研究结论需经临床试验验证,任何治疗调整均应咨询专业医疗人员。
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