摘要:ASD(自闭症谱系障碍)作为高发神经发育障碍,全球患病率达1%,美国儿童中每36人即有1例患病,男性患病比例为女性4倍,自2000年起发病率增幅达178%。目前ASD诊断依赖DSM-5标准及ADOS量表,但约95%病例病因不明,现有行为干预、干细胞疗法仅对部分
转自:生物谷
ASD(自闭症谱系障碍)作为高发神经发育障碍,全球患病率达1%,美国儿童中每36人即有1例患病,男性患病比例为女性4倍,自2000年起发病率增幅达178%。目前ASD诊断依赖DSM-5标准及ADOS量表,但约95%病例病因不明,现有行为干预、干细胞疗法仅对部分患者有效,无法改善核心病理进程。尽管突触功能异常与ASD病理特征密切相关,但其具体分子机制尚未阐明。
近期发表于Transl Psychiatry的研究Extracellular vesicle profiling reveals novel autism signatures in patient-derived forebrain organoids以ASD患者iPSC来源前脑类器官为模型,系统解析EVs分子特征,为ASD研究突破提供新方向。
研究构建16个供体的前脑类器官,其中8个来自ASD患者,8个来自健康对照。结果显示ASD来源类器官直径显著大于对照,室管膜区厚度增加且神经发生减少,与ASD患者早期脑体积增大的临床表型一致,验证模型临床相关性。
研究于类器官体外分化60天收集培养液,提前10天去除胎牛血清以排除外源囊泡干扰,通过试剂盒沉淀结合超速离心法分离EVs。依据国际细胞外囊泡学会指南,采用NTA、TEM及Western blot验证:NTA显示EVs直径集中于90-250nm符合外泌体特征,ASD组与对照组EVs大小密度无显著差异;TEM观察到EVs呈典型杯状/玫瑰状形态;Western blot证实EVs沉淀中存在CD9、CD63等外泌体标志物,上清中无相关信号,提示EVs分离效率可靠。
研究核心发现为ASD组与对照组EVs的RNA和蛋白质组成存在显著差异。采用NEXTFLEX Small RNA Sequencing kit v4进行小RNA测序,共鉴定177个差异表达RNA,其中113个为蛋白编码RNA(58个上调、55个下调),64个为非编码RNA(含miRNA、长链非编码RNA等)。这些差异RNA富集于多元醇通路、泛素化、染色质重塑等与突触可塑性、蛋白质稳态相关通路。FOXP2、SP140等与基因表达调控相关的RNA在半数以上ASD样本中异常表达,miR-370(调控血脑屏障通透性)在ASD组下调,人特异性miR-3943(调控兴奋性突触发生)在6/8 ASD样本中上调。
采用label-free质谱进行蛋白质组学分析,共鉴定362个差异表达蛋白(279个下调、83个上调),主要参与细胞质翻译、mRNA稳定化、泛素连接酶活性等生物学过程。拓扑富集网络分析显示,ASD组EVs差异RNA关联凋亡、代谢调控、囊泡运输通路,差异蛋白集中于翻译及RNA加工通路,提示EVs可能通过调控受体细胞蛋白质合成与细胞存活参与ASD病理进程。
研究还在差异RNA和蛋白质中检测到多个西蒙斯基金会自闭症研究计划(SFARI)数据库收录的ASD风险基因。差异RNA中的风险基因多与神经发育调控相关,差异蛋白中的风险基因75%呈下调趋势,主要参与RNA剪接、加工及蛋白质合成,进一步证实EVs在ASD发病中的关键作用,同时为ASD分子诊断提供潜在靶点。
该研究首次系统阐明ASD患者前脑类器官来源EVs的分子特征,揭示EV介导的非细胞自主性调控在ASD发病中的潜在作用。从临床转化角度,EVs可在外周检测的特性使其具备开发为ASD早期无创诊断工具的潜力,针对EVs cargo或其信号通路的干预也为ASD精准靶向治疗提供新策略,为后续ASD机制研究及诊疗转化奠定重要基础。
参考文献:
Stankovic I, Smit P, Cross J, et al. Extracellular vesicle profiling reveals novel autism signatures in patient-derived forebrain organoids. Transl Psychiatry. 2025;15(1):393. Published 2025 Oct 10. doi:10.1038/s41398-025-03607-w
来源:新浪财经
