中国学者突变恒河猴基因，建立灵长类自闭症动物模型
通过灵长类动物模型，可更好地研究人类自闭症特征，图片来源pixabay.com
撰文 | 计永胜
责编 | 叶水送
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遗传性疾病费伦麦克德米德综合征（the phelan-mcdermid syndrome），又称22q 13缺失综合征（22q13 deletion syndrome）是一种儿童罕见病，表现为中重度智力缺陷、身体发育迟缓、语言表达能力落后、运动失调、社交能力低下、自闭症表现（如刻板的重复性行为）等。
据费伦麦克德米德综合征基金会（the phelan-mcdermid syndrome foundation）统计，截止2018年12月底，全球费伦麦克德米德综合征患者超过2000人（图1）。
研究者建立新的非人灵长类动物自闭症模型，图片截自nature
2019年6月13日，《自然》杂志在线发表了中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所研究员周晖晖、中山大学干细胞与组织工程研究中心教授项鹏、麻省理工学院麦戈文脑研究所研究员冯国平、华南农业大学兽医学院教授杨世华联合团队的研究成果。
这四个研究团队运用 crispr–cas9 技术对恒河猴的 shank3 基因进行了突变，成功获得了突变恒河猴的后代，并对这些恒河猴的行为学等进行了检测 [2]。
图1.费伦麦克德米德综合征患儿的统计，图片来源pmsf.org
费伦麦克德米德综合征由人体22号染色体长臂末端基因突变或缺失导致，这其中包括shank3 基因（图2）。
图2. shank3基因在22号染色体的位置。图片来自neurotherapeutics
因此，建立 shank3 基因突变的动物模型是研究费伦麦克德米德综合征以及自闭症发病机制的直接途径。
此前已有团队将果蝇、鱼和小鼠的 shank3 基因敲除，并发现了动物行为上的变化，如小鼠在 shank3 基因突变后变得更加焦虑、运动失调，并有自残行为。
但毕竟小鼠和人还有很大区别，如果能在与人进化近缘动物（如猴子或大猩猩）上建立shank3 基因突变模型就能更贴近疾病的真实情况了。
那么，shank3 基因突变后的恒河猴和正常恒河猴有什么区别呢？
研究人员发现，差异主要表现在以下方面：
睡眠质量降低（入睡时间延长，睡眠期间觉醒频率增加），重复性行为增多（理毛、吮吸手指、啃咬笼具等），肌肉推拉力量下降；
探索新事物的欲望降低、木讷沉默、与同类的交往减少；
易焦虑，注意力不能很好的集中；
大脑整体及不同部位之间（如丘脑和纹状体部位）的连通水平降低。
图3. shank3 基因突变恒河猴的大脑不同部位间联通变化，图片来自nature
其实 shank3 基因突变恒河猴的以上行为特点与人神经发育失调相关疾病的表现相似，包括费伦麦克德米德综合征和自闭症。
正如该论文最后指出，“shank3 基因突变恒河猴模型的建立，可能让我们更加深入的了解神经环路的异常连通，以及其与自闭症相关疾病行为特征的关系。”
参考文献
[1] phelan–mcdermid综合征基金会。https://www.pmsf.org/international/
[2] jesse l.costales & alexander kolevzon, phelan–mcdermid syndrome and shank3:implications for treatment. neurotherapeutics (2015) 12:620–630. doi10.1007/s13311-015-0352-z
[3] yang zhou,jitendra sharma, qiong ke, et al., atypical behaviour and connectivityin shank3-mutant macaques. nature (2019).https://doi.org/10.1038/s41586-019-1278-0
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