新的研究表明，儿童的脑部炎症可能导致自闭症或精神分裂症等神经系统疾病

研究结果显示，炎症会阻止大脑发育中的一些神经元成熟，

哪些可以为新疗法打开大门

儿童早期严重的炎症是临床上已知的发展为自闭症和精神分裂症的危险因素。现在，马里兰大学医学院(UMSOM)的科学家们首次发现，炎症会改变脆弱的脑细胞的发育，这可能与神经发育障碍有机制上的联系。这一发现可能会导致许多不同的儿童发病神经发育障碍的治疗。

马里兰大学医学院(University of Maryland School of Medicine)的研究人员利用单细胞基因组学研究了死于炎症(如细菌或病毒感染或哮喘)以及死于突发事故的儿童的大脑。他们发现，儿童早期的炎症会阻止小脑中的特定神经元完全成熟。小脑是大脑的一个区域，负责运动控制和高级认知功能，包括语言、社交技能和情绪调节。

UMSOM基因组科学研究所(IGS)、药学系和马里兰大学医学神经科学发现研究所(UM-MIND)的教师进行了这项研究。这项研究发表在10月份的《科学转化医学》杂志上。这篇论文是描述人类大脑中细胞类型的发育和多样性的近30篇论文的一部分。所有这些研究都是由脑研究通过推进创新神经技术(Brain)倡议细胞普查网络协调的，这是一个由美国国立卫生研究院资助的多站点联盟。

先前的研究表明，出生时小脑异常的婴儿经常会出现神经发育障碍，而出生前暴露于炎症的动物模型也会出现这些情况。

“我们研究小脑，因为它是第一个开始发育的大脑区域之一，也是最后一个达到成熟的大脑区域之一，但它仍未得到充分研究，”Seth Ament博士说，他是IGS科学家，也是UMSOM精神病学系副教授，他与玛格丽特·麦卡锡博士共同领导了这项研究，詹姆斯和卡罗琳·弗兰基尔迪恩教授兼药理学主席兼UM-MIND主任。“通过单核RNA测序的新技术，我们可以从细胞水平上观察大脑的变化。”

麦卡锡博士补充说:“这在这个年龄段和炎症的背景下从未做过。患有炎症的儿童小脑中的基因表达非常一致。”

研究人员检查了17名死后捐献的脑组织，这些儿童死于1至5岁之间，其中8名死于炎症，9名死于意外事故。这些捐赠者在死前都没有被诊断出患有神经系统疾病。两组在年龄、性别、种族/民族和死亡时间上相似。这些独特的脑组织标本是由马里兰大学脑组织和组织库、马里兰精神病学研究中心的马里兰脑库和马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院神经生物库的UMSOM研究人员多年来收集的。

研究发现，两种特殊的、罕见的小脑神经元最容易受到脑部炎症的影响——高尔基神经元和浦肯野神经元。在单细胞水平上，这两种类型的神经元表现出成熟的过早中断。

“虽然很罕见，但浦肯野和高尔基神经元具有关键功能，”阿门特博士说。在发育过程中，浦肯野神经元形成突触，将小脑与涉及认知或情绪控制的其他大脑区域连接起来，而高尔基神经元协调小脑内细胞之间的交流。这些发育过程中的任何一个被破坏都可以解释炎症是如何导致自闭症谱系障碍和精神分裂症等疾病的。”

与许多疾病一样，遗传和环境——在这种情况下，炎症——都可能增加患这些疾病的风险。这就是为什么了解大脑区域内特定细胞的作用以及它们如何与基因相互作用以影响大脑功能是至关重要的，以便找到治疗大脑疾病的方法，如ASD和精神分裂症，以及其他包括痴呆症，帕金森病或物质使用障碍。

UMSOM院长Mark Gladwin医学博士说:“这项研究首次表明，炎症期间基因表达的变化可能会导致后来的细胞功能障碍，比如突触连接减少或能量代谢改变。”Mark Gladwin医学博士也是马里兰大学巴尔的摩分校医学事务执行副总裁，也是UMSOM的John Z.和Akiko K. Bowers杰出教授。“了解大脑发育过程中细胞水平上的这些机制和变化是至关重要的，希望有一天我们能开发出治疗神经发育障碍的方法。”

这项研究的数据——连同所有BRAIN计划的论文——已经存放在神经科学多组档案(NeMO档案)中，这是一个精心策划的基因组数据存储库，位于UMSOM基因组科学研究所。神经科学研究人员可以通过一个用户友好的门户访问档案数据，以改变他们对大脑复杂运作的理解。