正孤独症谱系障碍(ASD)是一类以不同程度的社会交往/交流障碍、狭隘的兴趣和重复刻板行为、感知觉异常为主要特征的发育行为障碍性疾病,严重影响患者及其家庭的生活质量。
SHANK3蛋白是神经突触的主要支架蛋白，分布在几乎所有的兴奋性突触的突触后致密区（PSD），参与神经转移受体和细胞骨架蛋白的相互作用，形成细胞骨架相关的信号复合物，并参与树突棘的形成和成熟。研究发现SHANK3基因的缺失、扩增、突变均可引起SHANK3蛋白的功能障碍，从而导致ASD的各种临床症状。
一篇由第四军医大学基础医学院神经生物学教研室武胜昔、王文挺团队联合MIT冯国平实验室在Nature Neuroscience杂志上发表的题为Anterior Cingulate Cortex Dysfunction Underlies Social Deficits in Shank3Mutant Mice文章，揭示了前扣带回皮质（anterior cingulate cortex，ACC）锥体神经元兴奋性突触在自闭症小鼠模型社交障碍中的关键作用。作者通过正向或反向调控ACC锥体神经元的兴奋性突触，可以缓解或模拟社交障碍。
文章首先系统的展示了SHANK3缺失会改变ACC锥体神经元的神经元形态，导致ACC锥体神经元树突棘缺失（Fig1）；改变ACC中锥体神经元的突触功能，导致突触传递受损等(Fig2)；由此导致的ACC锥体神经元的低活性在社会交往行为缺陷中发挥了因果作用。
Fig. 1 | Morphological changes in the ACC of Shank3 Ko mice
Fig. 2 | excitatory synaptic dysfunction in the ACC pyramidal neurons of Shank3 Ko mice.
为了证实ACC在社交障碍中作用的特异性,作者利用CRISPR/Cas9技术在ACC局部敲除Shank3，ACC中Shank3的选择性敲除足以引起突触功能障碍和社会行为缺陷，表明ACC锥体神经元的功能与社交行为密切相关（Fig3）。
Fig. 3 | Conditional Shank3 deletion in the ACC recapitulates synaptic impairments and social dysfunction
进一步,作者利用光遗传学或化学遗传学方法选择性激活ACC锥体神经元（Fig4），恢复ACC锥体神经元中SHANK3的表达，或全身给药使用一种兴奋性突触后AMPA受体的正性调节剂CX546来增强兴奋性突触功能，可显著改善社交行为。
Fig. 4| optogenetic activation of ACC pyramidal neurons rescues social interaction and anxiety behaviors in Ko mice
本文的研究为在Shank3突变型ASD小鼠模型中ACC功能障碍和社交障碍之间的因果关系提供了直接证据，强调ACC是对社会行为缺失干预的一个潜在的治疗靶标。
研究中使用CRISPR/Cas9技术在ACC局部敲除SHANK3，使用AAV作为体内基因敲除的高效传递系统，所用到的CRISPR-AAV病毒由派真生物包装生产，然后通过眼眶后注射到小鼠体内。
AAV是目前为止对哺乳动物最安全、感染组织最为广泛的病毒类载体，派真生物结合当前革命性的基因编辑CRISPR/系统，AAV作为体内基因敲除的高效传递系统在新近发表的多项CRISPR应用研究中被使用。具有极强组织靶向性的AAV与可行使多种功能CRISPR系统的结合，已成为一个功能强大，且潜在用途广泛的动物实验工具。
参考资料：
https://www.sohu.com/a/329699207_650136
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XZEK201404021.htm
http://www.cjebp.net/CN/abstract/abstract9156.shtml
Anterior Cingulate Cortex Dysfunction Underlies Social Deficits in Shank3 Mutant Mice. Nat Neurosci. 2019 Aug;22(8):1223-1234. doi: 10.1038/s41593-019-0445-9. Epub 2019 Jul 22.