自闭症，又称为孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD），是一种发生于儿童早期的复杂神经发育障碍性疾病，表现为社交沟通缺陷、重复刻板行为等多种异常行为特征，全球发病率约为1%-2%，且呈持续上升趋势。2023年发布的中国残疾人普查报告数据显示，中国现有孤独症患者已超1300万人，且以每年近20万人的速度增长。
自闭症发病率高，病因复杂，因基因突变导致的ASD发病率占比约10-20%，而孕期感染、毒素暴露等环境因素及基因-环境交互作用，也会导致高度异质性的病理表现。近年来，随着基因编辑技术的发展，斑马鱼因其与人类高达87%的基因同源性、体外胚胎发育、幼鱼通体透明及社会行为丰富等优势，逐渐成为研究ASD的理想模型。
环特生物依托国际领先的斑马鱼、类器官、哺乳动物、人体临床等多维生物技术服务平台，构建了斑马鱼自闭症、抑郁症、焦虑症等200多种疾病模型，为研究自闭症的神经发育机制、寻找潜在治疗策略提供了宝贵工具。
01、CHD8基因与自闭症
CHD8基因（Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 8），是自闭症谱系障碍（ASD）中公认的高风险基因之一。CHD8基因编码一种ATP依赖性染色质重塑因子，其功能为调节基因转录。CHD8功能缺陷造成神经系统发育出现延迟，导致自闭症谱系障碍的出现。大量的临床遗传学研究表明，CHD8基因突变在自闭症患者中出现的频率较高，且其外显率很高，这意味着携带CHD8突变基因的个体，发展出自闭症的可能性非常大。
利用基因编辑技术，通过构建CHD8基因敲除嵌合体的斑马鱼自闭症模型，可以模拟人类CHD8突变相关自闭症的多种核心特征，如显著的行为抑制、社交障碍、胃肠道问题等，也可以观察其细胞表型，如颅内神经元数量显著减少、星形胶质细胞数量显著增多、神经发育异常等，揭示CHD8基因缺失突变导致自闭症样行为的机制及干预探索的进展，用于探索可能的治疗策略。
图1. CHD8-人自闭症相关的遗传致病因素
02、斑马鱼自闭症模型构建方法
构建方法
通过CRISPR基因敲除技术，获得F0代敲除嵌合体斑马鱼（整体敲降），实现基因敲低，从而可快速观察基因敲低后的表型变化。
利用基因编辑技术敲除CHD8嵌合体，构建斑马鱼自闭症模型，并利用环特实验室自研的斑马鱼3D行为分析系统，观察CHD8敲除嵌合体的2D行为学变化、3D行为学变化、颅内神经元数量变化、星形胶质细胞数量变化等。
鉴于与CHD8敲除嵌合体相关的神经精神疾病以各种异常运动行为为特征，通过一系列运动和行为分析，可以观察到CHD8敲除嵌合体显著的行为抑制、颅内神经元减少、星形胶质细胞增多等，表现出社交行为回避倾向、重复刻板等行为，这都是自闭症的核心行为特征。
图2. 基因编辑自闭症模型-CHD8敲除嵌合体
评价指标
1. 2D行为学变化；
2. 3D行为学变化；
3. 颅内神经元数量变化；
4. 星形胶质细胞数量变化
结果展示
（*展示图片仅供参考，实际实验组别依据合同而定）
1. CHD8敲除嵌合体的2D行为学变化显示，CHD8敲除嵌合体表现出显著的行为抑制，黑暗光周期节律丢失；
图3. CHD8敲除嵌合体的2D行为学变化
2. CHD8敲除嵌合体的3D行为学变化结果表明，CHD8敲除嵌合体上浮表型显著高于对照组；
图4. CHD8敲除嵌合体的3D行为学变化
3. CHD8敲除嵌合体的颅内神经元变化显示，CHD8敲除嵌合体颅内神经元数量显著减少；
图4. CHD8敲除嵌合体的颅内神经元变化
4. 星形胶质细胞变化显示，CHD8敲除嵌合体星形胶质细胞数量显著增多。
图5. CHD8敲除嵌合体的星形胶质细胞变化
环特自研设备
斑马鱼3D行为分析系统：
DanioTrack 3D系列是一款针对斑马鱼实验而设计的3D运动轨迹追踪、数据采集与分析的设备，可用于斑马鱼成鱼/幼鱼神经疾病、运动能力等相关行为实验运动轨迹追踪、数据采集，实现多条斑马鱼在同一空间内的同时分析，可以拓展多个行为分析组件，进行新型水箱测试、捕食者测试、社交测试，做记忆力训练、神经受损、焦虑、性保健等模型实验。
【参考文献】
[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