长期以来认为孤独症谱系障碍(ASD)主要源于神经元之间的连接异常。本研究显示,大脑中的另一类细胞——少突胶质细胞(oligodendrocytes)也非常重要。

少突胶质细胞就像大脑神经电线的绝缘层
负责包裹神经纤维形成髓鞘,保证信息传递又快又稳。在携带 Shank3基因突变或缺失的孤独症患者中,脑成像显示白质异常,髓鞘化的神经纤维发育不正常。研究使用 Shank3 基因缺失小鼠,发现了髓鞘发育的错乱节奏一个奇特的发育模式:早期阶段(出生后7天):成熟少突胶质细胞数量增多;真正形成髓鞘的比例下降;少突胶质前体细胞(OPCs)过度增殖。后期阶段(出生后21天和140天):成熟少突胶质细胞比例明显下降;髓鞘基本蛋白(MBP)持续减少;髓鞘结构不完善。就像工厂招了很多工人,但缺乏培训和管理,最终产品(髓鞘)的质量和数量都不达标。
分子机制可能与Wnt5a-ERK信号通路有关,Shank3缺失引发连锁反应:Shank3缺失 →β-catenin和Sox9异常 →Wnt5a过度表达 →ERK信号通路过度激活 →少突胶质细胞增殖增加,但成熟受阻。
正常情况下,ERK通路控制细胞增殖与分化平衡。但在Shank3缺失下,它过度活跃,使前体细胞只会生,不会长,髓鞘无法正常形成。通过使用ERK抑制剂效果显著,使用 ERK 通路抑制剂(如 Mirdametinib/PD0325901)后,细胞层面:MBP表达恢复;少突胶质细胞正常成熟;异常增殖减少。行为层面(小鼠实验):运动能力改善;探索和新奇物体反应增加;焦虑样行为下降。分子层面:髓鞘相关基因表达恢复;Wnt信号通路趋于正常;钙离子通道功能改善,这说明,即使在发育后期干预,也可能改善白质结构和功能,为临床治疗提供希望。
此研究的临床意义在于拓展认知
ASD 不仅是神经元异常,胶质细胞和髓鞘缺陷同样关键;精准治疗:针对特定基因突变(Shank3)的 ERK 抑制策略,可能成为定制化治疗方法;早期干预价值:发育早期异常可能长期影响大脑功能,强调早期筛查和干预;平衡的重要性:Shank3的剂量对少突胶质细胞发育非常敏感,既缺失又过量都可能扰乱髓鞘形成。
未来研究方向需要人类验证:需在 iPSC 或患者脑组织中验证;治疗推广:ERK异常在其他类型 ASD 中是否适用;核心症状改善:社交互动和沟通障碍是否受益仍需研究;长期安全性:儿童发育中使用 ERK 抑制剂的风险评估。这项研究为孤独症研究提供了新视角:孤独症不仅涉及神经元,也与胶质细胞和髓鞘发育密切相关。调节 ERK 信号通路,有望改善 Shank3 相关 ASD 的白质异常,为精准治疗开辟新路径。
参考文献:
Ma, Y., Bauer, H.F., Bockmann, J. et al. Shank3 related oligodendrocyte alterations in autism are restored by Erk pathway inhibition. Mol Psychiatry (2025). https://doi.org/10.1038/s41380-025-03333-1