2024年1月18日 星期四

早期觸覺與未來行為:自閉症(ASD)研究的新視角

 

圖片來源:維基百科

提到自閉症,或者說自閉症譜系障礙(Autism Spectrum Disorder, ASD),大概很多人都會想到「一定有特殊才能吧?」事實上,大部分的自閉症患者並沒有特殊才能喔。他們倒是有共通的社交障礙,且通常在早期就會出現。

但是,有一種自閉症患者的共通問題卻很少被注意到,就是感覺敏感。有些可能對光敏感、有些對聲音敏感,有些對觸覺敏感。事實上,超過94%的自閉症兒童、青少年和成人報告有感覺處理功能障礙。觸覺敏感性困難在ASD個體中相當普遍,常常在ASD診斷之前就已經出現。這個問題常造成別人覺得他們古怪,比方說一定要把衣服的標剪掉、或不肯穿某種材質的衣服、或堅持穿很舊的衣服(穿到破了還不肯換)等等。

最近一個美國的研究發現,ASD相關基因如Mecp2Gabrb3Shank3Fmr1突變時,小鼠會對觸覺刺激表現出過度反應。而且新生期發展過程中的觸覺過度反應與成年期的焦慮樣行為和社交行為缺陷相關,但在生命後期出現的觸覺過度反應則不是。

研究團隊使用了多種基因突變的小鼠,包括Gabrb3Mecp2Nlgn2Rorb等,來觀察這些基因在感覺處理中的作用。

研究團隊進行了多項行為測試,發現與對照組相比,擁有Gabrb3+/–Mecp2–/yNlgn2+/–Rorbh1/+ 基因突變的小鼠在成年期表現出觸覺超反應,也就是說這些基因突變的小鼠在面對輕微的觸覺刺激時反應過度,顯示了ASD相關基因突變與觸覺過敏之間的關聯。

在開放場測試中,比起對照組,Gabrb3+/–Mecp2–/y 基因突變的小鼠在場地中心停留的時間顯著減少,這可能意味著缺少這些基因的小鼠表現出更高的焦慮行為。

在新生期的觸覺反應性測試中,Gabrb3+/– Mecp2–/y 基因突變的小鼠顯示出對一系列氣流刺激的反應顯著增強。此外,這些小鼠對重複的1.0-psi氣流刺激的習慣化反應也降低,這說明他們對重複刺激的感覺適應能力受損。

相反地,Nlgn2- Rorb-基因突變的小鼠在新生期的觸覺反應性與對照組無異,也展示出與對照組相似的習慣化反應。這意味著,儘管在成年期觸覺行為異常可能會出現,這些基因突變的小鼠在新生期的觸覺反應性是正常的。

這些發現支持了研究假設,即不同的ASD相關基因突變影響觸覺反應性的發展時序不同,可能預示著成年期的焦慮樣和社交行為異常。

另外,研究團隊也進行了光學反應性測試,他們想知道是否單獨活化負責輕觸的感覺神經元亞型就足以在突變動物中促進異常的行為反應。為了測試這一點,他們使用了光遺傳學來活化皮膚中的低閾值機械感受器(LTMR)末端,並評估了小鼠對LTMR亞型特異性刺激的行為反應程度。結果發現,對爪子的刺激引起了最大程度的反應。相比之下,背部毛皮的的反應較不強烈。在對Gabrb3突變動物的前爪測試時,發現突變動物對刺激表現出增強的反應。他們還在出生前一天對動物進行了測試。令人驚訝的是,Gabrb3突變動物對前爪光學刺激反應顯著增強,顯示了這個與ASD相關的基因在控制晚期胚胎階段的觸覺反應性方面發揮作用。

研究團隊的發現也支持了異常的觸覺行為與社交行為缺陷之間的關聯。研究發現,在自閉症譜系障礙(ASD)小鼠模型中,觸覺過度反應(特別是在新生期的早期發展階段)與成年期的焦慮樣行為和社交行為缺陷相關聯。例如,Gabrb3+/–Mecp2–/y 基因突變的小鼠在新生期展示出對觸覺刺激的過度反應,並且在成年期表現出焦慮樣行為和社交互動方面的缺陷。這些發現顯示,觸覺處理的異常可能是ASD相關行為特徵的早期標誌,並且不同的感覺處理路徑可能在不同發育階段對ASD的表現型有不同的影響。

參考文獻:

Tasnim, A., Alkislar, I., Hakim, R. et al. The developmental timing of spinal touch processing alterations predicts behavioral changes in genetic mouse models of autism spectrum disorders. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01552-9

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