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自闭症可能扰乱人体生物钟

更新时间:2021-02-05 来源:本站

自然睡眠对于很多孤独症患者是非常困难的。有些人会出现焦虑或者行为问题,使他们难以入睡;有些人会服用药物影响他们的睡眠。但越来越多的证据表明,睡眠质量差可能是孤独症的一大特点,而非它的共病或治疗的副作用。

诺贝尔奖和自闭症之五——自闭症可能扰乱人体生物钟

最近的研究表明,睡眠问题可能是由于孤独症的特征性基因突变造成的。

这种改变可能会破坏生物体细胞在昼夜循环中的分子节奏——生物钟。迄今为止,尚无证据表明,导致孤独症的其中任何一个基因与生物钟有关联。但是,与孤独症有关的某些遗传性疾病,包括结节性硬化、脆性X综合征和Prader-Willi综合征,可能含有突变基因,打乱了生物钟。

JonathanLipton,波士顿儿童医院睡眠中心的小儿科神经科医生,认为“这是一个非常积极和必须的研究领域。

生物时钟是一种复杂的蛋白质复合物,24小时不间断地在所有的人体细胞中形成。这可以帮助调节基因的表达,使多达40%的基因组开放或关闭。

诺贝尔奖和自闭症之五——自闭症可能扰乱人体生物钟

生物时钟控制着每天特定时间内在睡眠、细胞分裂和其他重要的生物过程。变异或其他干扰会影响生物钟,造成严重后果。比如,已被证实的肿瘤细胞内的生物钟基因抑制与肿瘤生长有关。生理时钟失调的老鼠在记忆,新陈代谢,体温调节和其他关键步骤上也会出现失调。

利普顿认为,打破生物钟可能会对大脑和行为产生深远的影响:“我们将把生物钟作为研究的重点。

结节硬化

结节硬化是与自闭症相关的一种疾病,其特点是大脑和身体都有良性肿瘤。TSC1或TSC2基因在结节性硬化患者中发生突变,使其难以入睡并维持深度睡眠。突变的TSC1小鼠的昼夜周期很短,它们的体温并不像正常小鼠那样全天波动。

利普顿及其同事发现,小鼠TSC1基因突变导致一种生物钟蛋白BMAL1水平失控,无法控制。减少BMAL1水平可以使动物的休息活动恢复到正常状态。这一发现表明,对BMAL1的抑制也可以减轻睡眠问题。

诺贝尔奖和自闭症之五——自闭症可能扰乱人体生物钟

脆弱X综合征

与孤独症有关的另一个生物钟基因是FMR1基因,在脆性X综合征中发生突变。易感X综合征会导致智力残疾,并常伴有孤独症。像脆性X综合症患者一样,FMR1基因缺失,果蝇也会导致记忆力和社会功能障碍。此外,他们还缺乏规律的作息节律,缺乏自由采食和飞行。

一份去年的研究报告指出,修复FMR1基因可以解决成年果蝇的认知和社会问题,但是不会影响其睡眠模式。研究者将昼夜节律问题归咎于一组分泌胰岛素的神经元。研究人员发现,在蛹发育的最后两天,当这些神经元的FMR1基因被人工激活后,果蝇的昼夜节律恢复正常。

二甲双胍是一种降低胰岛素水平的治疗糖尿病的药物,它可以缓解成年果蝇的记忆力障碍,但不会影响其昼夜节律。一名主治医师、宾夕法尼亚大学遗传学副教授ThomasA.Jongens认为:这种药物可能需要在疾病发生时使用。

诺贝尔奖和自闭症之五——自闭症可能扰乱人体生物钟

普拉德韦利综合征

研究者还发现PraderWilli综合征患者的昼夜节律和某些孤独症特征之间存在遗传联系。事实上,大约1/4的PraderWilli综合征患者在白天都很困。

据哈佛大学ThomasScammell实验室未发表的数据显示,这种嗜睡可能是由于缺乏苯基二氢喹唑啉(orexin)这一化学信使分子所致,它能刺激机体保持清醒。Prader-Willi综合征小鼠缺少部分15号染色体时,苯基二氢喹唑啉的产量明显低于对照组。老鼠们的睡眠被打乱,白天睡觉和醒来的次数不断减少。

在整个白天,细胞内的生物钟是调节苯基二氢喹唑啉释放的控制因素之一。患有Prader-Willi症候群的病人,15号染色体上缺失的基因可以抑制神经元合成苯基二氢喹唑啉,也可能因为生物钟紊乱而无法产生足够的苯基二氢喹唑啉。因此Prader-Willi综合征患者的清醒系统受到干扰,在白天感到极度困倦。

普拉德韦利综合征

对于孤独症动物模型来说,研究生物钟控制的一系列生物学过程可能成为改善睡眠的一个新的研究方向。假如失眠是导致孤独症的主要因素,那么这种疗法也能改善孤独症患者的其它相关行为。


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