奥克兰大学启动全球首个锌与自闭症人脑细胞研究

奥克兰大学(University of Auckland)脑研究中心(Centre for Brain Research)的一项全球首创研究正在进行,科学家在实验室培养的人脑细胞上测试锌元素的作用。

奥克兰医学研究基金会(Auckland Medical Research Foundation)向生理学教授Johanna Montgomery拨款近14.55万纽币,支持她领导这项研究。团队成员包括博士生Zoe Payne、多伦多大学(University of Toronto)的James Ellis教授,以及加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的Kevin Lee博士。

Montgomery过去15年一直研究自闭症与SHANK基因之间的联系。这些基因对脑细胞之间的通讯至关重要,部分自闭症患者天生缺失或携带了变异的SHANK基因。

过去10年,Montgomery团队研究了锌对小鼠大脑中SHANK及其他基因的影响。研究显示,给怀孕和哺乳期的母鼠补锌,可以帮助其后代减少焦虑、社交障碍、重复行为等自闭症相关表现。

此前研究还发现,给幼鼠补锌能逆转部分自闭症症状。

“锌显然在胎儿脑部发育布线期发挥作用,但更重要的是,断奶后补锌同样有益,”她说。

她说,部分小鼠接受锌治疗后,自闭症相关行为完全消失,另一些小鼠的症状严重程度则有所减轻。

Montgomery提醒,目前为时过早,自闭症患者不应自行服用锌补充剂,剂量不当可能造成伤害。

自闭症的成因众多,并非所有病例都与这项小鼠研究所针对的基因变异有关。

“我们还不知道锌对人类自闭症患者的实际效果——这正是我们要在人脑细胞上开展这项研究的原因。”

多年来,Montgomery一直与Phelan-McDermid综合症患者家庭保持联系。这是一种发育障碍,通常伴随自闭症、严重学习障碍、语言障碍、肠胃疾病、癫痫发作和肌张力低下。

研究团队现已与这些家庭合作,将从约5名Phelan-McDermid综合症患者身上采集血液样本。该综合症由SHANK3基因部分或完全缺失所致。

多伦多大学还提供了携带SHANK2基因变异者的细胞样本,这类变异也与重度自闭症相关,将用于实验。

这些血细胞将在实验室培养箱中被“训练”并增殖,最终形成数千个脑细胞,供科学家研究锌的影响。

科学家将用电极测试脑细胞之间信号传递的效果,比较细胞接受锌处理前后的差异。

“我们推测Phelan-McDermid综合症及自闭症患者的脑细胞之间存在连接异常。”

“我们的小鼠模型显示锌能增强脑细胞之间的通讯,我们想知道人类脑细胞是否也是如此。”

Montgomery正与临床营养师、儿科神经科医生及神经心理学家合作,设计一项针对Phelan-McDermid综合症患者的补锌先导临床试验。

如能获得资金支持,这项先导临床试验将首先探究补锌对患者社交行为和认知能力的影响,随后扩展至重度自闭症患者。

她说,新西兰近1%的人口被诊断为自闭症,但目前尚无专门针对自闭症或Phelan-McDermid综合症的药物治疗。

对一些人来说,自闭症谱系障碍症状较轻,无需治疗,但对另一些人而言会造成严重的生活障碍。

Montgomery说,许多携带SHANK基因变异的儿童存在智力障碍,不少家长不得不辞职全职照顾孩子。

“如果这项研究最终能帮助Phelan-McDermid综合症患儿家庭看到改善,我会非常欣慰。”

“我记得有位家长说过,‘我希望有一天能听到我的孩子叫一声妈妈’。”

“他们从未有过这样的经历,这令人心碎,如果能找到帮助他们的办法,那将是了不起的事。”

奥克兰医学研究基金会此前的资助,以及新西兰健康研究委员会(Health Research Council)、Marsden基金和神经疾病基金会(Neurological Foundation)提供的拨款,为当前这项研究奠定了基础。