中研院建构自闭症脑部图谱 有助思觉失调等疾病成因

中研院基因研究中心研究员庄树团队论文封面图片,灵感来自于纪录片《遥远星球孩子》,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。

中研院表示,本论文共同第一作者包括基因体研究中心陈彦如、陈嘉莹、麦德伦博士通讯作者为庄树谆研究员。