自閉癥，又稱為孤獨癥譜系障礙（autism spectrum disorder, ASD），是一種發生于兒童早期的復雜神經發育障礙性疾病，表現為社交溝通缺陷、重復刻板行為等多種異常行為特征，全球發病率約為1%-2%，且呈持續上升趨勢。2023年發布的中國殘疾人普查報告數據顯示，中國現有孤獨癥患者已超1300萬人，且以每年近20萬人的速度增長。
自閉癥發病率高，病因復雜，因基因突變導致的ASD發病率占比約10-20%，而孕期感染、毒素暴露等環境因素及基因-環境交互作用，也會導致高度異質性的病理表現。近年來，隨著基因編輯技術的發展，斑馬魚因其與人類高達87%的基因同源性、體外胚胎發育、幼魚通體透明及社會行為豐富等優勢，逐漸成為研究ASD的理想模型。
環特生物依托國際領先的斑馬魚、類器官、哺乳動物、人體臨床等多維生物技術服務平臺，構建了斑馬魚自閉癥、抑郁癥、焦慮癥等200多種疾病模型，為研究自閉癥的神經發育機制、尋找潛在治療策略提供了寶貴工具。
01、CHD8基因與自閉癥
CHD8基因（Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 8），是自閉癥譜系障礙（ASD）中公認的高風險基因之一。CHD8基因編碼一種ATP依賴性染色質重塑因子，其功能為調節基因轉錄。CHD8功能缺陷造成神經系統發育出現延遲，導致自閉癥譜系障礙的出現。大量的臨床遺傳學研究表明，CHD8基因突變在自閉癥患者中出現的頻率較高，且其外顯率很高，這意味著攜帶CHD8突變基因的個體，發展出自閉癥的可能性非常大。
利用基因編輯技術，通過構建CHD8基因敲除嵌合體的斑馬魚自閉癥模型，可以模擬人類CHD8突變相關自閉癥的多種核心特征，如顯著的行為抑制、社交障礙、胃腸道問題等，也可以觀察其細胞表型，如顱內神經元數量顯著減少、星形膠質細胞數量顯著增多、神經發育異常等，揭示CHD8基因缺失突變導致自閉癥樣行為的機制及干預探索的進展，用于探索可能的治療策略。
圖1. CHD8-人自閉癥相關的遺傳致病因素
02、斑馬魚自閉癥模型構建方法
構建方法
通過CRISPR基因敲除技術，獲得F0代敲除嵌合體斑馬魚（整體敲降），實現基因敲低，從而可快速觀察基因敲低后的表型變化。
利用基因編輯技術敲除CHD8嵌合體，構建斑馬魚自閉癥模型，并利用環特實驗室自研的斑馬魚3D行為分析系統，觀察CHD8敲除嵌合體的2D行為學變化、3D行為學變化、顱內神經元數量變化、星形膠質細胞數量變化等。
鑒于與CHD8敲除嵌合體相關的神經精神疾病以各種異常運動行為為特征，通過一系列運動和行為分析，可以觀察到CHD8敲除嵌合體顯著的行為抑制、顱內神經元減少、星形膠質細胞增多等，表現出社交行為回避傾向、重復刻板等行為，這都是自閉癥的核心行為特征。
圖2. 基因編輯自閉癥模型-CHD8敲除嵌合體
評價指標
1. 2D行為學變化；
2. 3D行為學變化；
3. 顱內神經元數量變化；
4. 星形膠質細胞數量變化
結果展示
（*展示圖片僅供參考，實際實驗組別依據合同而定）
1. CHD8敲除嵌合體的2D行為學變化顯示，CHD8敲除嵌合體表現出顯著的行為抑制，黑暗光周期節律丟失；
圖3. CHD8敲除嵌合體的2D行為學變化
2. CHD8敲除嵌合體的3D行為學變化結果表明，CHD8敲除嵌合體上浮表型顯著高于對照組；
圖4. CHD8敲除嵌合體的3D行為學變化
3. CHD8敲除嵌合體的顱內神經元變化顯示，CHD8敲除嵌合體顱內神經元數量顯著減少；
圖4. CHD8敲除嵌合體的顱內神經元變化
4. 星形膠質細胞變化顯示，CHD8敲除嵌合體星形膠質細胞數量顯著增多。
圖5. CHD8敲除嵌合體的星形膠質細胞變化
環特自研設備
斑馬魚3D行為分析系統：
DanioTrack 3D系列是一款針對斑馬魚實驗而設計的3D運動軌跡追蹤、數據采集與分析的設備，可用于斑馬魚成魚/幼魚神經疾病、運動能力等相關行為實驗運動軌跡追蹤、數據采集，實現多條斑馬魚在同一空間內的同時分析，可以拓展多個行為分析組件，進行新型水箱測試、捕食者測試、社交測試，做記憶力訓練、神經受損、焦慮、性保健等模型實驗。
【參考文獻】
[1]Shin KC, Da'as SI, Park Y. Seizure-like behavior and hyperactivity in napb knockout zebrafish as a model for autism and epilepsy. Sci Rep. 2025 Apr 29.
[2]Bernier R, Golzio C, Xiong B, et al. Disruptive CHD8 Mutations Define a Subtype of Autism Early in