Nature：自闭症的新曙光

　　

生物通报道  自麦吉尔大学和蒙特利尔大学的研究人员发现了蛋白质合成与自闭症谱系障碍（ASD）之间的重要关联，可能为新的治疗途径提供支持。细胞通过调控mRNA翻译来制造蛋白质。这一机制涉及细胞和生物功能的各个方面。在小鼠中的一项新研究发现一组称作neuroligins的神经元蛋白异常的高度合成可导致与确诊ASD患者相似的症状。这项研究还显示用化合物抑制蛋白质合成或是用基因治疗靶向neuroligins可以纠正成体小鼠的自闭症样行为。研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。

自闭症谱系障碍（ASD）统括了大量的神经发育疾病，主要累及三个方面的行为：社会互动、沟通和局限性兴趣或重复行为。根据美国疾病控制与预防中心统计，每88名儿童中就有一名罹患ASD，这一疾病在所有的种族、民族和社会经济群体中均有报道发病。相比女孩（1/252），ASDs在男孩(1/54)中更为常见，发病率要高5倍。

麦吉尔大学生物化学系、医学系和Goodman 癌症研究中心的Nahum Sonenberg 教授解释说：“我的实验室致力于阐明蛋白质合成失调在癌症病因学的作用。然而，我们的研究小组惊讶地发现相似的机制或许也与ASD形成有关。我们利用了一种小鼠模型，将控制蛋白质合成起始的一种关键基因敲除。在这些小鼠体内，neuroligins生成增高。Neuroligins对于大脑中神经细胞间称作突触的连接形成和调控，以及维持神经元间信息传递平衡起至关重要的作用。”

文章的主要作者、麦吉尔大学博士后研究人员Christos Gkogkas说：“自从2003年在ASD个体中发现neuroligin突变以来，对于相关的精确分子机制仍不是很清楚。我们的研究第一次将neuroligins的翻译控制与小鼠突触功能改变和自闭症样行为联系起来。关键的是我们在成体小鼠中逆转了ASD样症状。首先，我们采用从前开发用于癌症治疗的复合物减少了蛋白质合成。其次，我们采用非复制性病毒作为载体控制了neuroligins的过度合成。

计算机模拟在这项研究中发挥了重要的作用。“通过采用一种我们特异开发的先进的新计算机算法解答了Sonenberg的问题，我们确定了neuroligins mRNAs的独特结构，这有可能导致了它们特异性的调控，”蒙特利尔大学免疫学和癌症研究所以及计算机科学系François Major教授说。

研究人员发现neuroligins的合成失调促进了突触活性，导致了脑细胞兴奋与抑制之间失去平衡，从而为研究解开自闭症的秘密开启了令人兴奋的新途径。

蒙特利尔大学Jean-Claude Lacaille 教授说：“通过选择性减少一类neuroligin的合成阻止了小鼠的自闭行为，逆转了细胞中突触兴奋改变。总之，我们在脑细胞中操纵这些机制，观察了它们影响动物行为的机制。通过操纵neuroligin我们也能够逆转抑制改变，增强自闭行为。平衡可以受到影响这一事实表明有潜力通过靶向这些机制来进行药物干预，” Lacaille说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Autism-related deficits via dysregulated eIF4E-dependent translational control

Hyperconnectivity of neuronal circuits due to increased synaptic protein synthesis is thought to cause autism spectrum disorders (ASDs). The mammalian target of rapamycin (mTOR) is strongly implicated in ASDs by means of upstream signalling; however, downstream regulatory mechanisms are ill-defined. Here we show that knockout of the eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 2 (4E-BP2)—an eIF4E repressor downstream of mTOR—or eIF4E overexpression leads to increased translation of neuroligins, which are postsynaptic proteins that are causally linked to ASDs. Mice that have the gene encoding 4E-BP2 (Eif4ebp2) knocked out exhibit an increased ratio of excitatory to inhibitory synaptic inputs and autistic-like behaviours (that is, social interaction deficits, altered communication and repetitive/stereotyped behaviours). Pharmacological inhibition of eIF4E activity or normalization of neuroligin 1, but not neuroligin 2, protein levels restores the normal excitation/inhibition ratio and rectifies the social behaviour deficits. Thus, translational control by eIF4E regulates the synthesis of neuroligins, maintaining the excitation-to-inhibition balance, and its dysregulation engenders ASD-like phenotypes.