中研院建構自閉症腦部圖譜 有助思覺失調等疾病成因

中研院基因研究中心研究員莊樹團隊論文封面圖片,靈感來自於紀錄片《遙遠星球孩子》,因無法融入地球軌道,一個人孤獨地待在自己的星球上。(繪圖徐維駿/中研院提供/李侑臺北傳真)

自閉症譜系障礙(autism spectrum disorder,簡稱ASD)是腦部發育障礙所導致的複雜疾病患者社交溝通、互動及表達有障礙,成因目前仍未有定論,普遍認爲與遺傳及基因變異有關中央研究院基因體研究中心研究員莊樹諄研究團隊,首次系統性建構環狀RNA在自閉症腦部的基因調控網路圖譜有助於增進對自閉症致病分子機制的理解。該篇論文已於今年3月刊登在《基因體研究》(Genome Research)。

莊樹諄所率領的大數據分析神經科學實驗室團隊,透過先前開發的環狀RNA偵測軟體設計大數據分析流程,從超過200個樣本的轉錄體定序(RNA-seq)資料,找到60個在自閉症患者大腦皮質中表現異常的環狀RNA;經統計模型分析顯示,根據此60個環狀RNA的表現情形,能有效區別自閉症與非自閉症樣本,因此可判定這些環狀RNA與自閉症的發生應有關連。

莊樹諄說明,這個研究除設計大數據分析流程,來建構環狀RNA的調控網路關係,也結合分生實驗驗證。團隊挑選一個在自閉症患者腦部表現量明顯上升的環狀RNA(命名爲circARID1A),於人類神經細胞實驗驗證後發現, circARID1A確實可藉由調控微RNA(miR-204-3p),影響下游多個自閉症風險基因的表達。

莊樹諄團隊不僅建構環狀RNA的調控網路,論文封面也讓人好奇,只見一個孩子孤獨地待在自己的星球上,寂寞地望着地球。

莊樹諄解釋,此圖片設計靈感來自於以自閉症爲主題的紀錄片《遙遠星球的孩子》,環繞在星球外圍的光環即環狀RNA,像海綿一樣吸附軌道上的小行星,「像上帝畫的圈圈」,讓自閉症孩子只能待在自己的星球上,難以融入地球常軌。

由於自閉症發生原因不明,本文揭開環狀RNA在自閉症腦組織的調控關係,可用以探究自閉症的致病分子機制,對於未來診斷、追蹤及治療提供新的思考方向。研究團隊結合資訊、統計、分生、演化等知識背景,所設計的大數據分析與分生實驗流程,將來也可應用於與環狀RNA調控相關之其他神經疾病上,如:阿茲海默症帕金森氏症思覺失調症等。

中研院表示,本論文共同第一作者包括基因體研究中心陳彥如、陳嘉瑩、麥德倫博士通訊作者爲莊樹諄研究員。