通过基于唾液的RNA测序技术，解码自闭症谱系障碍患者对外界音乐刺激的周围转录组及宏基因组反应

《Frontiers in Molecular Biosciences》：Decoding the peripheral transcriptomic and meta-genomic response to music in autism spectrum disorder via saliva-based RNA sequencing

　　音乐干预通过唾液RNA测序揭示了自闭症患者神经免疫通路和微生物组的动态变化，整合Poly-A和Human-Enriched数据发现HERC6、TSPAN5和REM2基因表达显著改变，并与GTP酶信号传导和免疫调节相关。探索性宏基因组分析显示15种微生物的丰度变化，包括产丙酸酸菌种Acidipropionibacterium acidipropionici和Propionibacterium freudenreichii，提示音乐可能通过脑-口轴调控宿主-微生物互作。

　　本研究探索了音乐对自闭症谱系障碍（ASD）个体唾液中转录组的影响，旨在为音乐疗法的生物学机制提供新的视角。自闭症是一种复杂的神经发育障碍，其特征包括社交互动障碍、沟通困难以及重复性行为。尽管目前的治疗方法在改善社交能力、沟通技能和适应性行为方面取得了进展，但其效果因个体差异而异，通常需要长期且高强度的干预。因此，寻找能够增强动机、情感参与和社交反应的补充疗法显得尤为重要。音乐疗法因其对广泛脑区的激活和对情绪、认知及运动功能的潜在影响而受到关注，特别是在自闭症患者中，音乐可能通过其结构性和可预测性促进神经可塑性。

唾液作为非侵入性生物样本，为研究提供了新的可能。它含有DNA、RNA和蛋白质，可以用于分子分析，包括识别与自闭症相关的基因多态性。然而，唾液的转录组分析面临一些技术挑战，如人类RNA含量低、微生物RNA丰富以及样本的异质性。为了克服这些挑战，研究采用了一种结合Poly-A选择和人类富集（Human-Enriched）协议的策略，以提高人类转录物的检测率和可重复性，同时捕捉微生物信号。这一方法的应用为探索音乐对自闭症相关神经免疫和代谢动态的影响提供了新的可能性。

研究共纳入五名ASD个体（年龄8至37岁，60%为女性），在音乐演出前后采集唾液样本。这些样本随后通过RNA提取、测序和数据分析，以评估音乐对基因表达的影响。研究中使用了两种不同的RNA-seq库准备方法，分别为Poly-A选择和人类富集策略。结果显示，尽管两种方法在某些指标上存在差异，如重复率和GC含量，但整合后的数据集揭示了更一致的转录组反应，从而支持了音乐对自闭症相关基因表达的调节作用。

研究发现，某些基因如HERC6、TSPAN5和REM2在音乐暴露后表现出显著的表达变化。HERC6与免疫调节相关，可能在音乐影响免疫系统方面发挥作用。TSPAN5属于四跨膜蛋白家族，参与细胞粘附、迁移和增殖等过程，其表达上调可能与神经突触的成熟和稳定有关。REM2则属于RGK亚家族的Ras样GTP酶，其表达下调可能反映了神经可塑性变化。这些基因的表达变化可能与自闭症的神经免疫特征相关，如免疫失调和线粒体功能障碍。

此外，研究还发现音乐暴露可能影响唾液中的微生物组成。15种微生物物种在音乐暴露前后表现出不同的丰度变化，其中包括能够产生丙酸的Acidipropionibacterium acidipropionici和Propionibacterium freudenreichii。丙酸作为一种短链脂肪酸，已被认为与自闭症样行为和神经炎症有关。这些微生物的变化可能暗示了音乐对口腔微生物群的影响，以及这些变化如何通过微生物-肠-脑轴对自闭症相关病理过程产生影响。

尽管本研究采用的样本量相对较小，且部分基因表达变化可能未达到统计显著性，但其结果仍然提供了有价值的线索，表明音乐可能通过调节神经免疫通路来影响自闭症个体的生理状态。此外，音乐可能通过影响压力反应和免疫调节，间接改善自闭症相关症状。这些发现不仅支持了音乐疗法在自闭症中的生物可行性，还表明唾液RNA测序作为一种非侵入性工具，可以用于监测干预效果，为个性化治疗方案的开发提供了新的研究方向。

未来的研究应进一步扩大样本规模，采用更深入的分析方法，如单细胞RNA测序，以更好地解析不同细胞类型对音乐刺激的反应。同时，应探索音乐对口腔微生物群的长期影响及其在自闭症治疗中的潜在作用。此外，结合行为、神经影像和免疫检测等方法，可以更全面地理解音乐如何通过系统性的生物学途径影响自闭症的病理特征。这些研究不仅有助于揭示音乐对自闭症个体的潜在治疗价值，也为开发非侵入性的干预策略提供了科学依据。