中研院建构自闭症脑部图谱 有助思觉失调等疾病成因
中研院基因体研究中心研究员庄树谆团队的论文封面图片,灵感来自于纪录片《遥远星球的孩子》,因无法融入地球轨道,一个人孤独地待在自己的星球上。(绘图徐维骏/中研院提供/李侑珊台北传真)
自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,简称ASD)是脑部发育障碍所导致的复杂疾病,患者在社交沟通、互动及表达有障碍,成因目前仍未有定论,普遍认为与遗传及基因变异有关。中央研究院基因体研究中心研究员庄树谆研究团队,首次系统性建构环状RNA在自闭症脑部的基因调控网路图谱,有助于增进对自闭症致病分子机制的理解。该篇论文已于今年3月刊登在《基因体研究》(Genome Research)。
庄树谆所率领的大数据分析与神经科学实验室团队,透过先前开发的环状RNA侦测软体,设计大数据分析流程,从超过200个样本的转录体定序(RNA-seq)资料,找到60个在自闭症患者大脑皮质中表现异常的环状RNA;经统计模型分析显示,根据此60个环状RNA的表现情形,能有效区别自闭症与非自闭症样本,因此可判定这些环状RNA与自闭症的发生应有关连。
庄树谆说明,这个研究除设计大数据分析流程,来建构环状RNA的调控网路关系,也结合分生实验验证。团队挑选一个在自闭症患者脑部表现量明显上升的环状RNA(命名为circARID1A),于人类神经细胞实验验证后发现, circARID1A确实可借由调控微RNA(miR-204-3p),影响下游多个自闭症风险基因的表达。
庄树谆团队不仅建构环状RNA的调控网路,论文封面也让人好奇,只见一个孩子孤独地待在自己的星球上,寂寞地望着地球。
庄树谆解释,此图片设计灵感来自于以自闭症为主题的纪录片《遥远星球的孩子》,环绕在星球外围的光环即环状RNA,像海绵一样吸附轨道上的小行星,「像上帝画的圈圈」,让自闭症孩子只能待在自己的星球上,难以融入地球常轨。
由于自闭症发生原因不明,本文揭开环状RNA在自闭症脑组织的调控关系,可用以探究自闭症的致病分子机制,对于未来诊断、追踪及治疗提供新的思考方向。研究团队结合资讯、统计、分生、演化等知识背景,所设计的大数据分析与分生实验流程,将来也可应用于与环状RNA调控相关之其他神经疾病上,如:阿兹海默症、帕金森氏症、思觉失调症等。