加州大学：脐带血可用于自闭症早期诊断

加州大学戴维斯分校神经发育障碍医学研究所的研究人员开展的一项新研究发现，在被诊断患有自闭症谱系障碍（ASD）的新生儿脐带血中，有一种独特的DNA甲基化特征。

这些发现为自闭症的早诊断和早干预提供了一个可能。

Janine LaSalle

这项研究的主要作者Janine LaSalle教授说：“我们发现，自闭症谱系障碍的DNA甲基化特征存在于脐带血中，特定区域的甲基化程度存在差异。”

该研究于10月14日发表在《基因组医学》（Genome Medicine）上，还鉴定了性别特异性的外基因组特征，这些特征支持自闭症谱系障碍的发育和性别偏倚的根源。

美国疾病预防控制中心（CDC）估计，该国每54名儿童中就有1名被诊断患有ASD，这是一种与遗传和环境因素有关的复杂神经系统疾病。从全球来看，自闭症患者的男女比例约为四比一。

表观遗传组在DNA功能中的作用

表观基因组是一组告诉DNA该做什么的化合物和蛋白质。

这些化合物附着在DNA上并改变其功能。其中一种化合物是CH3(被称为甲基)，它可以导致DNA甲基化。DNA甲基化可以改变DNA片段的活性而不改变其序列。差异甲基化区域（DMRs）是具有明显不同的甲基化状态的DNA区域。 

表观基因组化合物不会改变DNA序列，但会影响细胞使用DNA指令的方式。这些附着有时会随着细胞分裂从一个细胞传到另一个细胞。它们也可以从一代传给下一代。

新生儿表观基因组有可能反映早期发育过程中遗传和环境因素之间的相互作用，它们还可能影响未来的健康。

通过脐带血预测自闭症

研究人员研究了152名母亲所生孩子的发育情况。这些母亲至少有一个年龄较大的自闭症孩子，另一个孩子被认为有自闭症的高风险。这些孩子出生时，将脐带血样本保存起来进行分析。36个月后，研究者进行诊断和发育评估，根据结果将这些孩子分为“典型发育”（TD）或“患有ASD”。

研究人员还对脐带血样本进行了全基因组测序，以识别出生时ASD的表观基因组特征或标记。他们正在检查任何DNA-表观基因组结合模式，以预测未来的ASD诊断。

他们将样本分成发现组和复制组，并按性别分层。发现组有男性74例(TD 39例，ASD 35例)，女性32例(TD 17例，ASD 15例)。复制组包括38个男性(17个TD, 21个ASD)和8个女性(3个TD, 5个ASD)。

利用发现组的样本，研究人员试图确定基因组中与ASD诊断相关的特定区域。他们测试了ASD和典型发育的脐带血样本中DMRs的DNA甲基化情况。他们将DMRs映射到基因上，并对其在基因功能、组织表达、染色体位置以及与之前ASD研究的重叠进行评估。他们接下来比较了发现组和复制组，以及男性和女性之间的结果。

脐带血与自闭症相关基因

研究人员确定了按性别分层的DMRs，在发现组和复制组中区分了ASD和典型发育的脐带血样本。他们发现男性有7个区域和女性有31个区域被复制，通过基因关联，男性有537个DMR基因和女性有1762个DMR基因被复制。

这些在脐血中发现的DMR与胎儿大脑发育相关的结合位点重叠。他们展示了大脑和胚胎的表达和X染色体的位置，并与之前的自闭症谱系障碍的表观遗传学研究相匹配。

“我们研究的发现为自闭症的早期诊断和干预提供了关键的见解，”LaSalle说。“脐带血能够揭示胎儿大脑相关的基因和通路，这给我们留下了深刻印象。”

研究人员也指出，这些结果在用于诊断之前还需要进一步被重复。

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作者：Cel G

来源：成体干细胞国家地方实验室