基于血液的表观遗传学研究可能会为自闭症生物学提供线索

约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员领导的一个小组利用血液和脑组织的数据发现，他们可以通过分析基因与控制基因是否用于控制基因的化学标签之间的相互作用，来深入了解有助于解释自闭症的机制。制造一种蛋白质，称为表观遗传标记。

这项发现将于10月24日在《自然通讯》上发表，最终可能有助于导致治疗和预防这种疾病的新方法。

研究人员早就知道，化学修饰是DNA上的“标记”，即表观基因组的集合，在细胞如何通过指导给定个体体内各种组织类型之间的差异而起作用方面起着关键作用，尽管事实上它们都携带着相同的遗传密码。

彭博学院精神卫生学系系主任丹尼尔·法伦(M. Daniele Fallin)博士说：“脑细胞与心脏细胞之所以不同，是因为表观基因组会影响细胞DNA的哪些部分被读取。”学院温迪·克拉格(Wendy Klag)自闭症和发育障碍中心主任。“可以把它想象成一堆带有标签的百科全书。细胞不需要阅读整个百科全书。他们跳到完成任务所需的选项卡。”

当前的工作表明，特定基因遗传密码的改变可以控制不同基因的表观遗传标记，这意味着一个基因的遗传密码可以影响其他基因的开启和关闭，这使得理解所有基因的功能非常重要。不仅涉及所谓的拼写错误。Fallin说：“我们的发现表明，仅关注与自闭症相关的拼写错误的基因可能太狭窄了。”“我们不仅应该只研究通过遗传密码变化直接与自闭症有关的基因，还应该研究通过表观遗传联系而与遗传密码的这些变化有关的其他基因的功能。””

自闭症谱系障碍(ASD)是一种神经发育疾病，其特征是社交能力不足，言语和非言语交流以及重复行为。根据疾病控制与预防中心的数据，自1960年代以来，患病率急剧上升，目前有68名美国儿童中有1名被诊断出患有ASD。

虽然一些罕见的基因变异可以解释一部分ASD病例，但Fallin和其他研究人员怀疑，表观基因组可以大大增加对这种疾病的了解。但是，研究人员一直对基于血液的表观遗传学研究表示怀疑，其主要原因之一是：尽管同一个体的任何细胞中的基因组都相同，但表观基因组必然随组织而变化。尽管脑组织(受ASD影响最大的组织)可能会产生最有用的表观遗传学数据，但无法从活着的个体中进行采样。研究结果显示了收集血液表观遗传数据的希望。

为了调查这个问题，法林和她的同事们首先调查了四种不同的组织类型-他们自己收集的血液和脐带血，以及公共收集的肺和胎儿脑组织-以找出每个样本的遗传密码中的微小差异在特定的组织中，DNA甲基化状态似乎是表观遗传修饰的一种类型。

研究人员检查了数百万种遗传密码变异，称为单核苷酸多态性(SNP)，发现数千种控制某些或所有组织类型的DNA甲基化。然后，他们将这些SNP与已知与自闭症相关的SNP进行了匹配，发现与自闭症相关的基因在控制DNA甲基化方面的作用比偶然预期的要多。在血液和胎儿脑组织中都是如此。

当研究人员观察被具有与ASD相关的编码差异的基因甲基化的基因的作用时，包括除具有直接编码变化的基因以外的其他基因，他们发现大多数基因都参与了对免疫功能至关重要的生物途径。Fallin解释说，这一发现并不令人惊讶-大量研究已经确定了自闭症样本中免疫基因的异常基因表达，并且环境经验(如产前感染或产前暴露于可增强免疫反应的污染物是ASD的危险因素)。然而，自闭症中直接鉴定出的遗传密码突变均未指出这些途径。只有在考虑他们可能调控的其他基因时，这种生物学才能被揭示出来。

她说，对这些生物学途径的更多研究可能会导致特定的基因或蛋白质可以通过药物或其他干预手段进行修饰，从而可能提供预防或治疗ASD的新方法。

她说：“我们在这里通过将大脑数据与血液数据进行比较来得出我们的发现，但是我们可以从血液中学到的绝大多数知识。”

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