Biological Psychiatry：自闭症谱系障碍中背纹状体的发育障碍

自闭症谱系障碍（ASD）是一种日益普遍的神经发育疾病，其特征是社交和沟通缺陷以及受限的重复行为模式。长期以来，大脑发育异常一直被认为是ASD的基础，但旨在了解该疾病发育过程的纵向研究一直有限。

最近，ASD中纹状体的异常发育已成为研究感兴趣的领域，部分原因是ASD中纹状体功能和缺陷区域的重叠，以及首次检测到ASD时纹状体在早期发育中的关键作用。

图1.纹状体回路包括与自闭症谱系障碍有关的其他区域。

纹状体是基底神经节的一部分，基底神经节是脊椎动物共享的神经回路。在人类中，背纹状体由尾状核和壳核组成，是主要的输入接收基底神经节结构，接收来自许多其他大脑区域的投影，包括大脑皮层和丘脑的大多数亚区域，与ASD密切相关，独立地和作为纹状体功能回路的一部分。它还投射到许多结构，包括苍白球和黑质，最终输出回丘脑。

我们以背纹状体及其受限、重复行为的相关症状域为重点，回顾了目前关于ASD背纹状体异常的文献，包括功能连接、形态测量以及细胞和分子底物的研究。

从功能连接方面来看，ASD的早期功能磁共振成像研究集中在静息状态默认模式网络（DMN），观察到皮质区域的FC降低或“连接不足”。最近，研究已扩展到皮层以外的区域的FC，包括纹状体。 与皮质-皮质连接不足的观察结果相反，有证据表明 ASD 患者存在皮质-纹状体“过度连接”。我们发现，观察到的ASD纹状体异常通常在发育过程中是动态的，显示出发育轨迹中断。重要发现包括 ASD 儿童期皮质-纹状体功能连接增加的异常轨迹和 ASD 儿童期纹状体生长增加。在此类首批研究中，Di Martino及其同事发现纹状体与额顶叶皮质网络以及皮质运动网络之间的连接性增加，而另一项研究观察到额顶叶和边缘皮质的FC增加，但纹状体与运动皮层的连接减少，另一项研究发现纹状体FC随顶叶区域增加，但随着前额叶区域减少。一些小组发现皮质纹状体FC与ASD症状严重程度之间存在关联。

综上所述，这些研究表明，皮质纹状体FC在ASD中可能异常强烈，在儿童期异常增加，与非典型结构生长平行。这些发现表明纹状体功能障碍是 ASD 发病机制的一个因素。

图2.自闭症谱系障碍的纹状体变化存在于临床研究和小鼠模型中的多个域中。

从形态测量来看，表格中的数据可以表明许多ASD患者表现出尾状核异常，通常是增大，以及壳核的潜在变化。

表 1.自闭症谱系障碍纹状体形态测量结果

此外，在分子水平上，也存在非典型纹状体发育，特别是过量的多巴胺信号传导会随着时间的推移而减少，与早期体积和FC增加相吻合，随着年龄的增长而加速。

最后，我们讨论了ASD动物模型的纹状体发现。纹状体结构、功能、细胞和分子变化在 ASD 小鼠模型中一致报告，总体而言，ASD纹状体受累的主题是明确的，但从破坏的纹状体生物学到行为的特定途径则不明确。

总之，本综述的研究证明了背纹状体发育破坏在ASD发病机制中的关键作用。将注意力引向这些发现将提高我们对ASD的理解，以及如何更好地解决相关缺陷。

文献出处：

Evans MM, Kim J, Abel T, et al (2023) Developmental disruptions of the dorsal striatum in autism spectrum disorder. Biological Psychiatry. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2023.08.015