中國科學院腦科學與智慧技術卓越創新中心（神經科學研究所）、神經科學國家重點實驗室、中科院靈長類神經生物學重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心仇子龍研究組與陳躍軍研究組，以及上海交通大學附屬上海市精神衛生中心杜亞松研究組合作，在《神經科學通報》上線上發表了研究論文《孤獨症患者中發現的CHD7內含子變異影響神經元分化和發育》。該研究對中國孤獨症核心家系開展全外顯子組測序，發現了一個東亞人群特有的、在中國孤獨症家系中富集的、位於CHD7基因內含子的遺傳點突變，並發現該點突變透過影響CHD7轉錄本的可變剪接及調控TBR1基因的表達，導致神經元發育受損。該研究透過一個CHD7遺傳性內含子點突變的功能，為常見變異作為孤獨症遺傳學原因提供了證據支援，揭示了之前未發現的突變機制，為進一步瞭解孤獨症的致病機理及預測孤獨症提供了更廣闊的思路。
孤獨症是一類嬰幼兒時期發病的神經發育性疾病，社交溝通障礙和重複刻板行為是孤獨症的核心表型。雙生子和家系的研究表明，孤獨症的遺傳力頗大。孤獨症的致病基因研究發現了100多個風險基因可以新發有害突變，較多功能明確的基因突變可以單獨致病，但影響孤獨症的遺傳因素，新發和罕見遺傳的有害突變只能解釋10-20%的孤獨症，而遺傳且功能較弱的常見變異佔孤獨症較大比例。不同地域人群SNP有差異。因此，針對更廣泛的樣本篩選孤獨症相關的特異SNP並對其功能展開研究，將為孤獨症的致病基因和致病機制研究提供關鍵證據。
仇子龍研究組與杜亞松研究組合作，收集167箇中國孤獨症家系，提取外周血基因組進行全外顯子組測序，根據流程篩選風險突變，再透過Sanger測序驗證突變的存在，篩選到位於CHD7的一個點突變（圖A）。為探究該點突變是否產生與CHD7缺失相關的功能缺陷，仇子龍研究組與陳躍軍研究組合作，使用CRISPR/Cas9介導同源重組方法，構建出含有CHD7內含子點突變的幹細胞。研究將點突變幹細胞分化為神經元的過程中，發現CHD7表達降低、神經分化遲滯以及神經元形態缺陷。科研人員對比分化神經元的轉錄組，發現攜帶有CHD7內含子變異的分化神經元中，基因TBR1表達水平顯著升高，TBR1是重要的ASD風險基因。為了驗證點突變神經元的缺陷是否由於TBR1表達水平改變所致，研究在正常細胞中敲減CHD7水平，發現TBR1表達水平上調，這與點突變細胞中的變化一致；研究進一步將分化的點突變神經元中的TBR1表達敲低，發現神經元的形態缺陷被挽救。結果表明，點突變神經元的缺陷確實由TBR1表達水平改變所導致。為了進一步剖析點突變是如何發揮作用，研究分析CHD7的轉錄本，發現除正常轉錄本外，還有三種異常形式的轉錄本出現（圖B），並發現異常形式的轉錄本在神經元中不具有正常轉錄本的功能。
該研究發現了一箇中國孤獨症家系中富集的、位於CHD7基因內含子的遺傳點突變，驗證了其對神經發育的功能及機制，為常見變異作為孤獨症遺傳學原因提供了證據支援，併為進一步瞭解孤獨症的致病機理及預測孤獨症基因奠定了基礎。研究工作得到中科院、科技部、國家自然科學基金委員會、上海市的資助。
A、點突變示意圖，B、可變剪接示意圖
來源：中國科學院腦科學與智慧技術卓越創新中心
