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2022-01-05 17:45

杰克的老鼠:寻找自闭症之谜的答案

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism

杰克·利特瓦格(Jake Litvag)凑近看了看,一只实验室老鼠在笼子里跑来跑去,停下来嗅一大块东西。

“嗨,Jakob 1。我叫杰克,”16岁的他说,并给这个毛茸茸的小动物起了名字,它被设计成具有和他一样的基因异常。

这只老鼠和它的实验室培育的亲戚是世界上第一个反映出导致杰克自闭症的缺失基因的老鼠。华盛顿大学圣路易斯分校的科学家们培育了这些老鼠,并从杰克的血液中提取干细胞,以研究和寻找治疗他罕见疾病的方法,并为自闭症这个更大的谜团寻找答案。

杰克的家人为早期研究筹集了资金,科学家们随后从美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)获得了400万美元的拨款,用于更深入地研究杰克的基因,这是与自闭症有关的100多种基因之一。他们希望找到“结合点”,有朝一日可以帮助患有每44个美国儿童中就有一个患有各种神经发育疾病的人。

杰克知道是他启发了他们的工作。这帮助他把自闭症看作是一件值得骄傲的事情,而不是让他与众不同的东西。他的父母,乔·利特瓦格和莉莎·利特瓦格,认为与科学家和老鼠见面能让他亲眼看到他所创造的东西。

“哦哇。酷!”杰克说,他看到一只老鼠从一根杆子上爬下来,而其他的老鼠则躲在垃圾箱里。

丽萨·利特瓦格走出实验室,想到儿子细胞内的语言可以帮助其他孩子,她的眼睛里涌出了泪水。

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism研究助理凯蒂·麦卡洛在华盛顿大学的实验室里抱着一只老鼠 医生们正在用这些老鼠来研究一种罕见的自闭症 与MYT1L基因的突变相连,2021年12月15日,周三,圣路易斯。来源:美联社照片/杰夫·罗伯森

他说:“能参与其中,我们深感自豪和谦卑。“我们为什么而活?”最终的目的是,以某种方式,塑造或形成为他人服务。”

杰克的礼物

利特瓦格夫妇很早就意识到杰克没有达到童年的里程碑。他4岁前不能靠别人帮助走路。一年级时,他很难把句子串在一起。

一开始,没有人能确定原因。杰克有多种不同的特质。他非常活跃、冲动,但也喜欢社交、热情、有趣。直到5岁,他才被确诊为自闭症。

大约在那个时候,利特瓦格夫妇听说自闭症基因基础方面的专家、儿童精神病学家约翰·康斯坦丁诺(John Constantino)博士正在圣路易斯科学中心(Saint Louis Science Center)发表演讲。他们决定去,希望能见到他。他们照做了,他开始把杰克当作病人。

大约五年后,康斯坦丁诺提出了基因检测。它揭示了MYT1L基因的缺失,据信,每1万到5万个自闭症病例中就有一个是MYT1L基因的缺失引起的。多一个拷贝会导致精神分裂症。

这一发现使这家人平静下来。他们听过很多人说自闭症主要是由外部因素引起的,比如分娩创伤。“很长一段时间,”丽莎·利特瓦格(Lisa Litvag)说,“我以为那是我做过的事情。”

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism16岁的杰克·利特瓦格准备参观华盛顿大学的一个实验室 医生们正在研究杰克患有的一种罕见的自闭症 与MYT1L基因的突变相连,2021年12月15日,周三,圣路易斯。来源:美联社照片/杰夫·罗伯森

事实上,一项大型跨国研究表明,高达80%的自闭症风险可以追溯到遗传基因。

“作为一个家庭,它对我们的重大影响之一是,它让我们意识到,我们没有做错什么,”乔·利特瓦格说。"只是人们生来"就有基因差异。

这对夫妇的小儿子乔丹(Jordan)没有自闭症,他们公开地与杰克谈论了他的自闭症,并试图在杰克担心被视为异类时增强他的自尊。他们把他送到一所小型私立学校,根据每个孩子的学习能力量身定制课程。他们还鼓励他的社交倾向,在他和一些同学组成乐队“蛇”(Snakes)时为他加油助威。

“我们从不希望他对自己的诊断感到羞耻,”丽莎·利特瓦格说。“我们不断强调这是一种超能力,你很特别,你很了不起……因为你有自闭症,所以你必须给别人一些礼物。”

礼物花

当康斯坦丁诺建议研究鲜为人知的MYT1L基因时,利特瓦格夫妇热情地同意提供帮助。康斯坦丁诺是当地一个名为“自闭症之声”的团体的董事,他们一直很活跃。康斯坦丁诺问他们是否有兴趣为早期研究筹集资金。

现场音乐行业的高管乔·利特瓦格(Joe Litvag)和一家营销公司的合伙人丽莎·利特瓦格(Lisa Litvag)联系了家人和朋友,在大约六个月的时间里筹到了所需的7万美元。

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism16岁的杰克·利特瓦格参观了华盛顿大学的一个实验室 医生们正在研究一种罕见的自闭症 将MYT1L基因的突变标记到与杰克相同的老鼠身上,2021年12月15日星期三,在圣路易斯。来源:美联社照片/杰夫·罗伯森

用一半的资金,研究人员克里斯汀·克罗尔(Kristen Kroll)和她的团队将杰克血液中的细胞重新编程为“诱导多能干细胞”,这种干细胞可以被刺激成各种类型的细胞。对于另一半,科学家约瑟夫·多尔蒂(Joseph Dougherty)和他的团队按照杰克基因组的蓝图,使用基因编辑工具CRISPR在老鼠身上诱导他发生突变。

就像它们要模仿的人一样,携带变异基因的老鼠往往比没有变异基因的兄弟姐妹更活跃,在笼子里跑得更多。尽管如此,它们总体上更重,尤其是第一代的老鼠。他们的大脑略小,用来加快大脑不同区域间交流的白质也略少。

自从大约三年前开始这项研究以来,科学家们已经培育了大约100只带有杰克基因突变的老鼠,现在正在使用他们培育的第一只老鼠的曾曾孙。他们最近在《神经元》杂志上发表了关于老鼠的文章。

Dougherty说,虽然科学家们不能回到过去看看杰克的大脑是如何发育的,但老鼠可以让他们观察这种突变在几代人之间的表现。

作为回报的礼物

Dougherty和他的同事们希望他们对MYT1L功能的了解最终能导致药物或基因疗法改善甚至纠正这种突变引起的问题。

他们正在与研究其他自闭症基因的科学家分享他们的发现,或者试图弄清楚各种基因是如何共同作用导致自闭症的。根据西蒙斯基金会自闭症研究计划,有超过100个基因有强有力的证据表明它们与自闭症有关,而且还在不断增加,其中包含了数百个被认为与自闭症有关的基因。

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism研究人员拉玛钱德朗·普拉卡萨姆博士正在研究一种罕见自闭症的干细胞 2021年12月15日,星期三,圣路易斯,华盛顿大学的一个实验室里,MYT1L基因的一个基因突变。研究人员正在使用来自16岁的杰克·利特瓦格和与杰克有相同突变的老鼠血液中的干细胞来更好地了解突变和l 墨水自闭症。来源:美联社照片/杰夫·罗伯森

在自闭症由单一基因引起的案例中,Dougherty说,基因可能对大脑发育有很多影响。全面理解自闭症的一个关键是找到一两个不同类型自闭症的共同点,然后这些共同点就可以成为治疗的目标。尽管不是每个自闭症患者都需要治疗,Dougherty说它可以帮助那些这样做的人。

自研究开始以来,多尔蒂一直在给利特瓦格夫妇写笔记,解释最新的发现。但作为一名实验室科学家,他基本上与发起这项研究的人隔离开了。他第一次见到这家人是在去年12月,学校邀请他们来参观。

在与老鼠会面后,他们进入了另一个实验室,杰克通过显微镜观察他的蓝色干细胞。

“这是我!这是很酷的东西。我这辈子从没见过这样的事,”他说着,后退一步,靠向父亲,父亲把他拉近。

多尔蒂把这次访问作为一个分享一些消息的机会,一种他想亲自告诉家人的礼物。

缺失的基因似乎不会缩短寿命。这些老鼠和它们的兄弟姐妹一样,能活2到3年。

“那么,正常的寿命?”乔·利特瓦格满怀希望地问道。

Jake's mice: Searching for answers to the puzzle of autism研究人员拉玛钱德朗·普拉卡萨姆博士从一个用于研究一种罕见自闭症的氮气罐中提取干细胞 2021年12月15日,星期三,圣路易斯,华盛顿大学的一个实验室里,MYT1L基因的一个基因突变。研究人员正在使用来自16岁的杰克·利特瓦格(Jake Litvag)和与杰克有相同突变的老鼠血液中的干细胞,以更好地了解突变和l 墨水自闭症。来源:美联社照片/杰夫·罗伯森

“是的,”多尔蒂回答。“据我们所知,一模一样。我知道这也让我松了一口气。”

乔·利特瓦格转向他的儿子。“那么,杰克,也许你能活到100岁。”

“我就112岁了!”杰克笑着回答。