英格恩生物技术博客 生物实验干货分享
自闭症谱系障碍（ASD）是一种发育障碍，其特点是在儿童期有社会行为缺陷和刻板行为，至今仍缺乏令人满意的医疗干预。早期游泳干预是一种非侵入性的方法，结合了丰富的环境和运动，已被证明可以改善幼儿的大脑发育和治疗神经发育疾病。
2022年3月31日，Yunchen Meng等人在 Neuropsychiatr Disease and Treatment上在线发表题为Effect of Early Swimming on the Behavior and Striatal Transcriptomeof the Shank3 Knockout Rat Model of Autism 的文章，文章指出，早期游泳干预可以改善Shank3基因敲除引起的行为异常，其机制可能涉及纹状体突触的发育过程，应进一步研究。
在这项研究中，研究者测试了Shank3基因11-21号外显子缺失的大鼠的自闭症样行为，并评估了早期游泳干预（从出生后第8天到第60天）对这种自闭症动物模型的行为的影响。此外，还分析了野生型、Shank3基因敲除和Shank3基因敲除游泳组大鼠的纹状体组织的转录组。
结果表明，Shank3基因敲除的大鼠表现出自闭症的核心症状，早期游泳改善了这种自闭症大鼠模型的社交和刻板行为。转录组学结果显示，与野生型组相比，Shank3基因敲除组的纹状体中发现了291个差异表达基因（DEGs）。与Shank3基因敲除组相比，Shank3基因敲除游泳组纹状体中鉴定了534个DEGs。由基因本体论（GO）、京都基因和基因组百科全书（KEGG）途径注释的DEGs显示，Shank3缺失的影响主要体现在突触结构、发育、形态、受体功能和信号传导方面，而游泳主要改变了Shank3基因敲除大鼠纹状体中与突触有关的术语，包括突触的形态、结构、组成、发育和调节。
另外，Shank3缺陷的大鼠模型表现出自闭症的症状。类似自闭症的行为是由于Shank3基因缺陷引起的突触功能紊乱。更重要的是，早期游泳干预可以通过调节纹状体突触可塑性信号通路，减少刻板行为，改善社会功能缺陷。今后，研究人员将从纹状体突触形态和突触信号传导方面进一步探索早期游泳干预改善自闭症样行为的潜在机制。
从实验过程来看，整个实验研究者们花费了大量的时间与精力。而体内转染现已被应用于动物实验，操作简单，最快3天可以得到实验结果，大大缩短了实验时间，也极大地节约了实验成本，或许将会是研究人员进一步探索早期游泳干预改善自闭症样行为的潜在机制的新突破。