作者：佩萨赫·本森（Pesach Benson）和奥默·诺沃塞尔斯基（Omer Novoselsky） • 2026年1月7日

耶路撒冷，2026年1月7日（TPS-IL）——希伯来大学宣布，一个国际科学家团队识别出了数百个对早期大脑发育至关重要的基因，揭示了神经发育障碍（包括自闭症）生物学根源的新见解，并描述了一种此前未知、会破坏大脑生长的遗传病。

该研究发表在经同行评审的《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上，利用大规模CRISPR基因编辑技术，系统地测定胚胎干细胞发育成脑细胞所需的基因。

在希伯来大学生命科学学院萨吉夫·希夫曼（Sagiv Shifman）教授的领导下，该团队与法国国家健康与医学研究院（INSERM）的宾纳兹·亚尔钦（Binnaz Yalcin）教授合作，这支由以色列、法国和日本科学家组成的团队着手解答神经科学中的一个基本问题：构建健康的大脑需要哪些基因，而当这一过程失败时会发生什么？

研究人员使用全基因组CRISPR敲除筛选，在胚胎干细胞转化为神经细胞的过程中，逐一灭活了近2万个基因。这使研究团队能够一步步观察哪些基因对正常神经分化是不可或缺的。简单来说，神经分化是普通的早期细胞学会变成大脑或神经细胞的过程。通过这种方法，科学家识别出了331个对生成神经元至关重要的基因，其中许多基因此前尚未与大脑发育联系起来。

虽然这些发现涵盖了广泛的神经发育状况，但对自闭症的影响在数据以及以色列新闻社（TPS-IL）对希夫曼的采访中都分外突出。该研究的结果表明，并非所有神经发育障碍都源于同类型的基因破坏，并且大脑发育过程中的时间安排起着关键作用。

自闭症风险基因浮现

“该研究提供了一张全基因组、按阶段解析的神经分化必需性图谱，”希夫曼对TPS-IL表示。“通过在胚胎干细胞向神经谱系转变的过程中敲除大约2万个基因，我们识别出了331个神经元生成所需的基因，并展示了这张图谱如何既能解释人类遗传风险，又能帮助发现新的神经发育疾病基因。”

根据该研究，对基本细胞生存广泛必需的基因往往与更普遍的发育迟缓有关。相比之下，在神经细胞形成的特定阶段尤为关键的基因则表现出与自闭症更强的关联。这种区别有助于解释为什么自闭症通常表现得与其他神经发育障碍不同，即使症状有所重叠。

“它支持了关于自闭症风险的时间观点，”希夫曼对TPS-IL表示。“与那些广泛需要维持基本细胞生存的基因相比，自闭症相关基因在神经细胞形成的特定步骤中尤为关键的基因中更为富集。这表明自闭症基因参与了生成神经祖细胞和神经元所需的早期发育过程。”

该数据集包括已知和此前未被识别的自闭症相关基因。虽然331个必需基因中大约有100个已经被牵涉到神经发育障碍中，但大多数代表了有待进一步研究的新候选者。“我们识别出的必需基因中，只有一小部分目前与神经发育障碍有关，”希夫曼对TPS-IL表示。这些发现大大扩展了研究人员可以调查的基因库。

识别出新的大脑疾病

除了自闭症之外，该研究还描述了一种与PEDS1基因突变相关的新型神经发育障碍。该基因是产生缩醛磷脂（plasmalogens）所必需的，缩醛磷脂是一种在髓鞘（神经纤维周围的绝缘层）中非常丰富的特异性膜脂质。在CRISPR筛选中，PEDS1对神经细胞的形成至关重要，其缺失会导致大脑体积缩小。

对两个无血缘关系家庭的遗传分析显示，患有严重发育迟缓和大脑异常变小的儿童体内存在罕见的PEDS1 mutations。后续实验证实，灭活PEDS1会破坏正常的大脑发育，包括神经元的生成和迁移，从而为观察到的临床特征提供了清晰的机理图解。

除了识别疾病基因外，该研究还阐明了遗传模式。研究团队发现，参与调节转录和染色质的基因更多地与显性疾病有关，在这种疾病中，单个基因拷贝发生突变就足以致病。代谢基因（如PEDS1）则更常见于需要该基因两个拷贝都发生突变的隐性疾病。这种关系可以帮助临床医生在解释基因测试结果时对候选基因进行优先级排序。

研究人员还通过推出一个包含CRISPR筛选完整结果的开放式在线数据库，使他们的研究成果得以广泛访问。希夫曼将这一主导倡议归功于博士生阿拉纳·阿梅兰（Alana Amelan）。他解释说：“我们希望我们的发现能够服务于整个科学界。”

展望未来，希夫曼表示，必需性图谱将作为未来发现的平台。“下一步的自然举措是将必需性图谱用作发现平台，”他告诉TPS-IL，并补充说他的实验室现在正专注于特定自闭症基因的机制、诊断中的性别差异，以及自闭症广泛临床多样性的生物学基础。