Sci Adv：解鎖“星星的孩子”困境！日本科學家揭示銅缺乏介導自閉癥的關鍵機制

在我們身邊，越來越多的孩子被叫做“星星的孩子”他們是自閉癥譜系障礙患者，總是安安靜靜沉浸在自己的小世界里，不喜歡與人對視，不愿主動說話交流，也抗拒加入集體游戲。有的孩子還會反復梳理頭發、一遍遍擺放同一類物品，這些刻板的行為，讓他們很難融入正常的學習和生活，也讓每個家庭都背負著說不出的沉重與困惑。

直到現在，自閉癥的發病原因還沒有完全弄清楚，臨床上也沒有能徹底根治的辦法。想要真正幫助這些孩子，找到他們“封閉自我”背后的深層原因，或許就是最關鍵的一步。

基于此，2026年4月1日，新潟大學Shoichi Shimada研究團隊在《Science Advances》雜志發表了“Copper deficiency impairs oligodendrocyte maturation and social behavior via mitophagy and mTOR suppression in ASD”揭示了在自閉癥譜系障礙（ASD）中，銅缺乏通過抑制線粒體自噬和mTOR通路，損害少突膠質細胞的成熟及社交行為。

MRI 發現自閉癥患者白質體積減少與社交障礙密切相關。本研究利用銅缺乏小鼠模型發現：缺銅會通過 HIF1α?BNIP3?mTOR 通路，造成線粒體損傷、少突膠質細胞發育異常、髓鞘形成不足，進而引發類自閉行為。恢復 mTOR 信號可改善髓鞘發育與社交行為。該研究揭示了微量元素失衡導致神經發育異常的新機制。

圖一 血漿銅濃度與ASD癥狀的特征存在相關性

作者采用電感耦合等離子體質譜法，對自閉癥患者與健康對照者的血漿進行了21種元素的金屬組學分析。在校正年齡、性別與溶血等因素后發現：自閉癥患者血漿中鈉、鎂、磷、硫、鈣、鈷、銅、鋅水平降低，鉀、鐵、鋇水平升高，其余元素無顯著差異，提示自閉癥存在金屬組學失衡。

進一步分析顯示，血漿銅水平與自閉癥社交障礙、重復刻板行為及總分呈顯著負相關。

在小鼠母體免疫激活（MIA）自閉癥模型中，子代血清銅同樣降低且銅水平與社交發聲次數正相關。

綜上，銅含量降低與自閉癥臨床癥狀及動物模型表型密切相關。

圖二 TETA 后代小鼠表現出與自閉癥譜系障礙相關的行為

為了研究銅缺乏和自閉癥譜系障礙的關系，作者用了TETA 小鼠做實驗：給懷孕小鼠從胚胎 11.5 天到分娩期間自由飲用含 TETA 的水，到胚胎 18.5 天時，母鼠和胚胎的血清、皮層組織中銅濃度都降低了；且胚胎腦內鋅濃度沒變化，說明 TETA 后代可作為銅缺乏的選擇性模型，用于研究自閉癥的發病機制。

等小鼠 7 周大時，研究者觀察了它們的行為：在社交實驗中，對照組小鼠更偏愛和新小鼠互動，而 TETA 后代與社交對象的互動明顯減少，僅在距離和時間上對新小鼠有輕微偏好，說明其社交行為受損；在重復刻板行為方面，TETA 后代理毛次數增多、埋珠數量比對照組多，說明有重復刻板行為。

另外，兩者體重、運動能力、焦慮程度和沖動性都沒有差異，說明 TETA 后代只選擇性表現出類似自閉癥的行為。

圖三 激活mTOR挽救了TETA后代小鼠的社交行為和髓鞘形成

最后，作者探究了通過激活mTOR來挽救少突膠質細胞，是否能夠改善TETA后代小鼠的自閉癥相關行為和髓鞘形成。

在7周齡時，與未治療的TETA小鼠相比，經MHY1485治療的TETA小鼠表現出改善的社交互動，而重復刻板行為則未受影響。7周齡時各組間的體重沒有差異。與未治療的TETA小鼠相比，經MHY1485治療的TETA小鼠在前額葉皮層的髓鞘化區域比例也顯示出顯著恢復。值得注意的是，在所有小鼠中，皮層髓鞘化與社交互動呈正相關，表明這兩種表型之間存在正向關系。

這些發現表明，銅缺乏導致的社交障礙和髓鞘形成不足可以通過激活mTOR得到改善，這進一步支持了在自閉癥譜系障礙發病機制中少突膠質細胞功能與社交行為之間的聯系。

總結

發現自閉癥譜系障礙患者血漿銅水平降低且與臨床癥狀嚴重程度呈負相關，在TETA小鼠模型中，銅缺乏會通過損害血管生成、加劇氧化應激、擾亂代謝、激活線粒體自噬及抑制 mTOR 信號等多種機制，阻礙神經發育和髓鞘形成，導致自閉癥樣行為，而人類中也存在白質體積減少且與社交障礙評分相關的平行表現；這是首個利用“人類-動物”整合模型將銅缺乏與自閉癥相關膠質細胞及行為表型從機制上關聯起來的研究，既深化了對自閉癥生物學機制的理解，也為自閉癥的生物標志物開發和基于元素的干預策略指明了轉化方向。

文章來源：10.1126/sciadv.adz3398

小編的話：

你有沒有注意過，有些孩子總是安安靜靜，仿佛活在只有他自己的星系里？我們曾以為那只是性格。但現在科學家發現，那顆“孤獨星球”的軌道，或許與身體里一種看似普通的元素——銅的失衡有關。

原來，那份沉默與疏離，不全是心靈的謎題，也可能是身體發出的、關于連接與成長的微小信號。這項研究像一把鑰匙，不僅打開了理解自閉癥生物學機制的一扇新窗，更讓我們看到，未來的幫助或許就藏在更精微的飲食與干預策略之中。

請對身邊“星星的孩子”多一份基于科學的理解與耐心，因為通往他們世界的橋梁，正在被一點點搭建起來。

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