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常见问题 与专家就自闭症中值得关注的话题进行对话。188宝金博网址是多少
插图由Vanessa Branchi
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罕见的胎儿组织提供了对自闭症有价值的见解

通过/ 2019年10月15日
专家:
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乔纳森·密尔

教授英国埃克塞特大学

自闭症在发育的早期就开始显现,因此,科学家们需要在那个时期对其进行研究,以了解这种状况是有道理的。但是对胎儿大脑的研究在逻辑和伦理上都面临着巨大的挑战。

因此,胎儿大脑中的基因表达“就像一个黑匣子,”他说乔纳森·密尔他是英国埃克塞特大学的表观遗传学教授。

密尔在过去的几年里一直在关注这个盒子。

例如,他和他的同事已经在DNA上绘制了化学标记,或表观遗传标记,并在今年早些时候开始追踪介导子宫内基因表达的因素1 - 4

机了光谱关于为什么基因如何在胎儿大脑中表达的信息是困难的,但至关重要的获得。

光谱:为什么研究胎儿大脑中的基因表达很重要吗?

乔纳森·密尔:研究神经发育中的典型基因调控模式可能有助于我们理解自闭症等病症。我们对成人大脑中的基因调控了解很多,但对发育过程中的基因调控却知之甚少,部分原因是胎儿组织相对难以获取。

大多数关于大脑发育的研究都是在啮齿类动物模型中进行的,但人类和老鼠的大脑发育有许多重要的区别。特别是,人们对人类基因表达在妊娠后期的调控知之甚少,现有的研究基于很少的样本。

年代:为什么访问胎儿组织这样的挑战?

JM:研究胎儿组织有重要的伦理限制,研究中使用的绝大多数样本来自选择性终止。在英国,在怀孕20周后,选择性终止妊娠是合法的。我们那个时期的样本来自于人类发育生物学资源

超过这个时间点,胎儿脑组织就更难获得。我们的样本来自于妊娠后期的医院病理途径,那里通常存在潜在的医疗问题。因此,这种组织不一定是表征典型基因表达模式的最佳选择。我们计划对这些样本进行测序,以排除,或至少解释,任何主要的混淆突变。

谈论这个问题总是让我很不安,但我觉得将这种组织用于医学研究是一个明显非常悲伤的事件的积极结果。

史:什么年龄范围组织是否伸展吗?

JM:我们计划的样本范围从产后8周到出生。实际上,我认为把生命最初十年的样本也包括进来会很有趣。胎儿发育和幼儿期共同构成了大脑发育的许多方面的关键时期。

在规划这个项目时,我们做出了一个务实的决定,即专注于从相对较少的样本(最初是40或50个样本)中获取大量数据,而不是从表面上研究大量的样本。

年代:如何计划analyze组织?

JM:该项目分为四个部分。第一种是从大脑皮层提取组织,净化神经元和其他类型的细胞,并绘制一套核心的表观遗传标记。我们计划研究对DNA及其缠绕的蛋白质的修饰,这些蛋白质在基因表达的调控中起着重要的作用。

第二,我们的合作者Shyam角色新加坡基因组研究所(Genome Institute of Singapore)的目标是研究这些样本的一个子集,以描述单个细胞的表达模式。

第三,我们计划使用一种被称为长读序列的技术来寻找在发育中的人类大脑中表达的基因的新形式或“亚型”。DNA测序通常依赖于一次读取几百个碱基对的技术,但新的方法意味着我们可以一次测序整个转录本。这项技术应该能让我们看到不同形式的基因表达的频率,而不必对这些短序列是如何拼接在一起做出假设。

最后,我们对研究对象的全部基因组进行了测序。如果他们有任何罕见的自闭症变异,我们应该能够看到这些变异是如何影响基因表达的,并了解基因变异是如何影响早期发育中的基因表达的。

年代:一旦你有了这些数据,你会怎么处理它们吗?

JM:我们计划公开所有数据。我们的主要目标之一是生成人们可以用于自己分析的资源。因此,自闭症研究人员将能够将他们的基因发现,并将其映射到发育关键阶段的基因调控注释上。

史:你有任何结果然而,吗?

JM:我们在第三个目标上取得了最大进展。我们只对一些样本进行了测序,但数据非常惊人。

人类基因组首次测序时,人们惊讶地发现它只包含2万个基因。但事实证明,由许多基因产生的RNA可以用许多不同的方式组装或拼接,从而制造出不同版本的每种蛋白质。

我们已经在发育中的大脑中发现了大量的RNA剪接的证据,并鉴定了许多新的转录本。我们还看到两个相邻的基因转录成单个RNA分子的例子,这意味着基因调控又增加了一层复杂性。我们看到了胎儿皮质和成人皮质之间的剪接差异,这表明在这些复杂的调节模式中有一个发育成分。

我们还不知道这意味着什么,但试图弄清楚它将是非常有趣的。


引用:
  1. 施皮尔H。染色体组Res。25338 - 352 (2015)PubMed
  2. 施皮尔H。et al。BMC基因组学18738 (2017)PubMed
  3. Hannon E。et al。Nat。>。1948-54 (2016)PubMed
  4. O ' brien阁下et al。基因组医学杂志。19194 (2018)PubMed