這項研究通過一個更大規模的涵蓋ASD患者大腦皮層四個小葉的樣本隊列，證明了轉錄失調在ASD患者大腦皮層中廣泛存在，并且靠后區域的轉錄失調比靠前區域嚴重。

近日，由(you)加州大學洛(luo)杉磯分校的Daniel H. Geschwind和(he)Michael J. Gandal領銜的研究(jiu)團隊，在《Nature》期刊上(shang)發表重要研究(jiu)成果[5]。

他(ta)們分析了(le)725份來自112個(ge)ASD患者及(ji)正常人遺體(ti)的(de)大腦(nao)樣本，涵(han)蓋11個不同(tong)的(de)大腦(nao)皮層區域，利用(yong)樣本的(de)RNA測序數(shu)據，他們發現在大腦(nao)皮層中存在廣泛的轉錄組(zu)變(bian)化，并且(qie)呈現(xian)出從前到后（額葉(xie)到枕(zhen)葉(xie)）越發(fa)明顯的趨勢，這比以(yi)前所知的要廣泛得多。后續的(de)單核RNA測序數據和甲基化譜則表明，上述分(fen)子特征主要影響了(le)興奮性(xing)神經元以及(ji)神經膠質(zhi)細胞。

 研(yan)究人員(yuan)還認為，這個研(yan)究表(biao)明，大腦中的廣泛的RNA變化(hua)可能(neng)是(shi)ASD的原(yuan)因，而不(bu)是(shi)這種疾病(bing)的結果[6]。

Geschwind團隊首(shou)先(xian)對725份涵(han)蓋11個大腦(nao)皮層區(qu)域（其中包含了額葉(xie)、頂葉(xie)、顳葉(xie)、枕葉(xie)四個皮層小葉(xie)）的樣本進行(xing)了RNA測序，這(zhe)個樣(yang)本量幾(ji)乎是以往研(yan)究的3倍，這(zhe)些樣(yang)本來自49個ASD患者(zhe)的(de)遺體(ti)和54個相匹配的(de)健康人遺體(ti)。

研(yan)究結果表明，ASD患者大(da)腦皮(pi)(pi)層中的(de)(de)轉錄失調(diao)所(suo)呈現的(de)(de)分子病(bing)理廣(guang)泛存在于大(da)腦皮(pi)(pi)層的(de)(de)各(ge)個區域，而并不只(zhi)限于局部。

發生顯著皮層不同區(qu)域(yu)的轉錄組特性(xing)衰減（ARI）的10對皮層區(qu)域(yu)

結合以往的(de)報道，Geschwind和他的(de)同事推斷(duan)產生這種(zhong)現(xian)象的(de)原(yuan)因(yin)可(ke)能是：大腦皮層靠后區(qu)(qu)域(yu)例如(ru)BA17相比于(yu)皮層其他區(qu)(qu)域(yu)是神(shen)經(jing)元(yuan)最密(mi)集的(de)區(qu)(qu)域(yu)，在小鼠和靈長類動(dong)物的(de)大腦皮層中觀察到(dao)神(shen)經(jing)元(yuan)密(mi)度也有從前到(dao)后增加(jia)的(de)梯度。因(yin)此(ci)由ASD帶來的轉錄(lu)失調嚴(yan)重(zhong)性與皮(pi)層區域(yu)中神經元(yuan)密度有關。

他們還通過分析ASD患者大腦皮層中(zhong)轉錄組(zu)的(de)變化，和以往報(bao)道的(de)靈長類動物皮層各個區域的(de)神經(jing)元(yuan)密度數據(ju)的(de)關聯性(xing)證實(shi)了上(shang)述推斷。 

Geschwind團(tuan)隊(dui)推測，ASD相關的基因轉錄的大范圍失調，很有可能反映了皮(pi)層中各種細胞比(bi)例的變(bian)化。那么真相究竟是否(fou)如此(ci)呢？ 

為搞清楚上述問題，他們對來自6個有(you)明顯基因差(cha)異(yi)表達特征的ASD患者，和6個匹配(pei)的正常人大腦(nao)(nao)皮(pi)(pi)層(ceng)的250000個細胞(bao)核(he)進行了(le)單核(he)RNA測序，這些細胞(bao)涵蓋了(le)額葉、頂葉和枕葉皮(pi)(pi)層(ceng)。通(tong)過對snRNA-seq數據的聚類(lei)，他們識別到了(le)26種不同的細胞(bao)類(lei)群，這基本(ben)上代(dai)表了(le)所有(you)在(zai)大腦(nao)(nao)皮(pi)(pi)層(ceng)中出現的細胞(bao)類(lei)型。

snRNA-seq聚類得到26種細胞類型

他(ta)們推測(ce)前面發(fa)現的ASD相關的轉錄(lu)失調，有可能反映了細(xi)胞(bao)(bao)類型特異(yi)(yi)的基因表(biao)達變化，于是(shi)他(ta)們對在snRNA-seq中發(fa)現的26中細(xi)胞(bao)(bao)類型分別計算了細(xi)胞(bao)(bao)特異(yi)(yi)差異(yi)(yi)表(biao)達基因。結果他(ta)們再次觀(guan)察到(dao)了皮層的梯度變化——從(cong)前到(dao)后(hou)差異基因越來越多。其(qi)中興(xing)奮性(xing)神經元擁有最多的差異基因(yin)，并且在枕葉中的興(xing)奮性(xing)神經元更(geng)為顯著。

 上述結(jie)果表(biao)明，細胞(bao)類(lei)型(xing)(xing)特異(yi)的(de)基因差異(yi)表(biao)達(da)很大程(cheng)度上導致了ASD患者大腦皮(pi)層中(zhong)廣泛存(cun)在的(de)轉(zhuan)錄失調，而細胞(bao)類(lei)型(xing)(xing)比(bi)例的(de)變化(hua)帶來的(de)影響(xiang)很小。

總(zong)的(de)來(lai)講(jiang)，這項研究通過一(yi)個(ge)更大規(gui)模的涵(han)蓋ASD患者大腦皮(pi)層四(si)個小葉的樣(yang)本隊列，證明了轉錄(lu)失調在(zai)ASD患者大腦皮(pi)層中廣泛存在(zai)，并且靠(kao)后(hou)區域的轉錄(lu)失調比(bi)靠(kao)前區域嚴重，而這種廣泛的轉(zhuan)錄失調背后是皮層中細胞類型特異的基因轉(zhuan)錄失調。