一项发表于《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）的开放获取研究，揭示了1型强直性肌营养不良中自闭症相关特征的分子机制。研究发现，DMPK基因3'非翻译区CTG重复扩增产生的突变RNA会隔离MBNL剪接因子，导致大脑发育过程中自闭症风险基因的RNA剪接模式改变，特别是与自闭症相关的一类微外显子。研究证明，DMPK-CTG扩增和Mbnl缺失小鼠模型均再现了自闭症相关的错误剪接谱，以及社交行为缺陷和对新异刺激反应改变。这些发现支持以下模型：强直性肌营养不良相关自闭症源于发育过程中自闭症风险基因的错误剪接。

背景：强直性肌营养不良与自闭症的关联

自闭症谱系障碍是一种遗传和临床异质性神经发育条件。全基因组测序研究已鉴定出与自闭症风险相关的串联重复突变，其中最常见的是DMPK基因3'非翻译区中的CTG重复扩增（>50个重复），该突变已知会导致1型强直性肌营养不良。尽管自闭症与强直性肌营养不良之间存在明确的临床关联，但这种联系的分子基础尚不清楚。在强直性肌营养不良中，DMPK-CUGexp转录本为MBNL RNA结合蛋白提供了许多高亲和力结合位点，导致MBNL隔离和RNA foci形成。MBNL蛋白是调控可变剪接的反式作用因子，其缺失导致出生后组织中“成年到胎儿”剪接程序的逆转。

关键发现

1. 强直性肌营养不良前额叶皮层中自闭症风险基因的错误剪接

• 对强直性肌营养不良患者前额叶皮层（BA10）的RNA测序数据进行分析，鉴定出1,844个错误剪接事件（|ΔPSI|>0.1，FDR<0.05），涉及1,261个基因。
• 关键结果：错误剪接事件数量与CTG重复长度呈强正相关。ASD风险基因集（SFARI数据库、MSSNG-2017和MSSNG-2022研究）在错误剪接基因中显著富集。六个高置信度ASD风险基因（包括SCN2A、ANK2、SHANK2）在强直性肌营养不良中错误剪接。
• MBNL高亲和力结合基序（YGCYGCY）在ASD风险基因的错误剪接外显子附近250 bp内显著富集，提示MBNL直接参与。

2. Mbnl条件性双敲除小鼠皮层模拟强直性肌营养不良中的ASD风险基因错误剪接

• 对Mbnl cDKO（神经系统特异性Mbnl1/2缺失）小鼠额叶皮层进行RNA测序，鉴定出1,109个错误剪接事件，涉及1,426个基因。
• 关键结果：ASD风险基因集在错误剪接基因中显著富集。人类强直性肌营养不良与小鼠Mbnl cDKO之间共享55个共同错误剪接的ASD风险基因（OR=1.7），包括SCN2A。
• 与RBFOX1（另一剪接因子）不同，RBFOX1结合基序在ASD风险基因的错误剪接外显子附近无显著富集，表明错误剪接主要归因于MBNL缺失。

3. 微外显子在强直性肌营养不良和Mbnl cDKO中的错误剪接

• 微外显子（3-33 bp）是ASD大脑的标志性错误剪接事件。微外显子在错误剪接的可变外显子中占比过高：强直性肌营养不良中为8%（对照组为2%），Mbnl cDKO中为10%（对照组为4%）。
• 在ASD风险基因中，微外显子错误剪接比例更高（强直性肌营养不良中为19-47%，Mbnl cDKO中为10-33%）。33个基因（包括ANK2、TANC2、DMD）在人类强直性肌营养不良和小鼠Mbnl cDKO中均存在微外显子错误剪接。
• 结构预测显示，这些微外显子编码的氨基酸序列可调节蛋白质内部或C端结构（如ANK2、NRXN1、DMD、SHANK3）。

4. 发育过程中MBNL表达与ASD风险基因剪接的关联

• 在五个哺乳动物大脑发育过程中，MBNL1和MBNL2表达在新生儿至儿童中期同步增加，其中MBNL2在儿童中期及老年大脑中表达量约为MBNL1的三倍。
• Mbnl表达水平与ASD风险基因（包括微外显子）的错误剪接水平呈强相关。Scn2a MXE、Ank2 miE和Dmd miE的剪接转变发生在早期发育阶段，在2-4周龄达到平台期，与Mbnl的表达模式一致。

5. Mbnl2敲除导致海马中ASD风险基因错误剪接

• Mbnl2是成年大脑皮层、海马和小脑中表达最高的旁系同源物。在Mbnl2 KO海马中，鉴定出912个错误剪接事件，涉及745个基因。
• ASD风险基因集显著富集。17-25%的共享错误剪接事件位于ASD风险基因中，最一致的事件是Ank2 miE和Scn2a MXE。

6. MBNL直接调控ASD相关微外显子的剪接

• 在Mbnl DKD的CAD神经元细胞系中，鉴定出2,280个错误剪接事件，ASD风险基因集显著富集。MBNL结合基序在错误剪接的ASD风险基因中显著富集。
• 对Ank2 miE的机制研究表明，MBNL2-CLIP-seq在Ank2内含子中鉴定出一个保守的MBNL结合簇（位于5'剪接位点下游~55 nt）。体外结合实验证实重组MBNL1以高亲和力（Kd=9±4.5 nM）结合该RNA序列。剪接微基因实验证实MBNL通过该结合位点直接促进Ank2 miE的包含。

7. 强直性肌营养不良与特发性ASD共享ANK2微外显子错误剪接

• 对PsychENCODE ASD前额叶皮层（BA9）数据的分析显示，强直性肌营养不良与ASD之间有15个重叠的错误剪接事件（OR=3.5），包括ANK2 miE。
• 在Srrm3;4 DKD的N2a细胞中，鉴定出1,077个错误剪接事件（主要为微外显子）。Mbnl DKD与Srrm DKD之间有153个重叠的错误剪接事件（OR=4.5），包括33个微外显子。其中41%的微外显子剪接变化方向一致（均为外显子排除），59%方向相反。
• ANK2 miE被MBNL和SRRM蛋白协同调节（CI=0.82）。MBNL2-CLIP-seq和SRRM4-CLIP-seq显示它们结合不同的顺式元件：SRRM4结合上游的UGC基序，MBNL2结合下游的TGCT基序。

8. 行为表型

• Dmpk-(CTG)480/480纯合KI小鼠：在三室社交测试中未表现出对新动物的偏好（社交性缺陷），在新物体识别中也无偏好。
• Mbnl2 KO小鼠：在三室社交测试中同样缺乏社交性，对新奇社交刺激无偏好。在自由二元社交互动中，Mbnl2 KO测试小鼠与刺激小鼠的互动时间显著减少，互动时间更短，更常处于从属地位。此外，Mbnl2 KO和Dmpk-(CTG)480/480 KI小鼠均表现出筑巢材料撕碎减少（对新奇刺激反应改变）。

机制模型与意义

模型：在强直性肌营养不良中，DMPK-CUGexp转录本隔离MBNL剪接因子，导致其功能丧失。这进而破坏了大脑发育过程中自闭症风险基因（特别是微外显子）的可变剪接程序。MBNL和SRRM蛋白协同调节某些微外显子（如ANK2 miE）的包含，MBNL缺失导致这些微外显子错误剪接，最终产生自闭症相关的行为特征（社交缺陷、对新奇刺激反应改变）。

核心概念突破：

• 串联重复扩增作为自闭症机制：首次证明基因特异性的串联重复扩增通过RNA介导的功能获得机制，导致多个自闭症风险基因在发育过程中的剪接改变，从而产生自闭症行为特征。
• MBNL隔离作为自闭症危险因素：将MBNL蛋白隔离与自闭症风险直接联系起来，扩展了强直性肌营养不良中RNA毒性机制的概念。
• 微外显子的新调控机制：发现MBNL是微外显子剪接的关键调控因子，与SRRM蛋白协同或拮抗作用，为理解ASD中微外显子错误剪接提供了新视角。
• 可治疗的通路：鉴定出一个新的、潜在可靶向的通路，为自闭症治疗开辟了新途径（如使用tideglusib等药物纠正错误剪接）。

临床转化潜力

治疗策略：

• Tideglusib：GSK-3抑制剂，在临床前研究中可降低CUGexp RNA水平并纠正强直性肌营养不良模型中的异常剪接。近期临床试验显示tideglusib可改善部分强直性肌营养不良儿童的自闭症症状。
• 反义寡核苷酸：靶向降解DMPK-CUGexp RNA或竞争性释放MBNL蛋白。
• CRISPR/dCas9：直接编辑或抑制突变DMPK等位基因。

诊断/预后生物标志物：

• 血液或脑脊液中ANK2、SCN2A等基因的微外显子剪接比率可作为强直性肌营养不良患者自闭症风险的生物标志物。