发表于《自然》杂志的研究称，一组被称为拓扑异构酶的酶系出现问题会对大脑发育的遗传机制产生重大影响，并可能导致自闭症谱系障碍（ASD）。北卡罗莱纳州医学院的科学家们阐释了他们在寻求自闭症的环境因素过程中一项重大突破，从而为该病的遗传因素开启了新思路。

北卡罗来纳大学神经科学中心高级研究员兼细胞生物学系和生理学系副教授Mark Zylka博士说：“当拓扑异构酶受损时会产生一系列变化。我们的研究表明了变化的程度。抑制这些酶有可能严重影响神经系统发育，其产生的效应甚至大于那些与自闭症直接相关基因所发生的的突变。” 

该研究或许对ASD的检测和预防有重要意义。

“这可能是导致自闭症的又一环境因素。”Zylka说，“将拓扑异构酶抑制剂临时注入子宫将对大脑发育的关键阶段产生潜在的持久影响。”

这项研究还可以解释为何一些拓扑异构酶突变的人罹患自闭症以及其他精神发育障碍。

拓扑异构酶是一种见于所有人体细胞中的酶。其主要功能是当DNA发生严重损伤时解链DNA。该过程在体内十分常见。拓扑异构酶通过这样一种方式干预关键的生物过程。

大多数已知的拓扑异构酶抑制剂被用作化疗药物。Zylka表示其团队试图发现更多对神经细胞产生类似效果的其他化合物。“如果环境中尚存其他这样的化合物，发现它们就变得至关重要。”Zylka说。“这着实激励我们迅速采取行动，以明确其他类似药物或环境化合物，从而保护孕妇免受其沾染。

Zylka及其同事在研究一种称作拓扑替康的拓扑异构酶抑制剂类化疗药物时，机缘巧合之下有了该项新发现。在研究这些药物对鼠源性和人源性神经细胞产生的效果时，他们观察到这些药物易对DNA碱基对所组成的超长基因的正常功能造成干扰。该团队根据这种巧合提出假设 -- 自闭症相关基因通常极长。

“当时的确是灵光一现，”Zylka说，“我们意识到很多被抑制的基因都是超长的自闭症基因。”

300多个自闭症相关基因中有将近50个受拓扑替康抑制。对许多基因的全面抑制 -- 甚至轻度抑制 -- 意味着处于大脑发育时期的人如果接触了拓扑异构酶抑制剂会遭遇类似ASD患者由于单一基因缺陷而产生的神经系统影响。

该研究成果还可以为自闭症相关基因的作用机制提供统一的理论。大约20％这样的基因与连接脑细胞之间的神经突触相关。另有20%参与基因转录 -- 一种将遗传信息转化成生物功能的过程。Zylka表示该研究为这两种机制提供了桥梁，因为其表明突触基因的错误转录将削弱人体构建突触的能力。

“我们的研究为突触基因和转录调控因子这两类基因提供了潜在的联系，”Zylka称，“这或许能够最终解释大量的自闭症病例背后的生物学机制。”