科学家首次确定了一种特定的基因变体,该基因变体将“突触修剪”的生物学过程踢到超速驾驶中,该过程积极增加了一个人的发展风险精神分裂症- 最常见的严重的心理健康状况在世界上。
精神分裂症的原因已经避开了一个多世纪的科学家,因为几乎不可能在活细胞或动物中产生它的准确模型。但是,现在科学家已经确定了哪些基因可能涉及,如果他们能弄清楚如何减轻青春期对突触修剪的影响,他们将在未来开发更好的筛查和治疗方案方面有一个很好的镜头。
“这是精神分裂症的起源不再是一个完整的黑匣子,”埃里克·兰德说不参与研究的麻省理工学院和哈佛大学广泛研究所主任。
“虽然还很早,但我们已经看到了在其他环境中理解疾病生物学机制的力量。关于生物学机制的早期发现癌症导致了许多新的治疗方法和数百种其他候选药物。了解精神分裂症将同样加速进步,以抗击这种破坏年轻人的灾难性疾病。”
早在2014年哈佛医学院的一组研究人员根据36,989例精神分裂症病例和113,075个对照进行了具有里程碑意义的遗传研究,并确定了我们的DNA的108个区域,其中遗传变异增加了一个人患精神分裂症的风险。
现在,他们将来自30个国家的近100,000个DNA样品的遗传分析,近700名患者的死后脑样本以及观察所涉及生物学过程的动物模型的数据结合在一起,以识别与发展疾病最高风险相关的一种基因。
该基因被称为补体成分4(C4),与免疫系统和大脑发育有关,研究人员发现其在个体之间的结构很大变化。对有和没有精神分裂症的65,000多人进行的遗传分析表明,那些携带特定基因变异的人(导致免疫系统中其较高表达的基因变异)在青春期中发展精神分裂症的风险更高。
当研究人员在小鼠模型中测试这种联系时,他们发现C4参与了突触修剪的过程,这些过程自然发生在大脑中,随着它在儿童期和青春期的成熟过程中。 C4基因的表达越高,切除了突触越多(神经元之间的连接)。
正如克莱尔·威尔逊(Clare Wilson)所解释的那样新科学家,,,,在血液中,C4被称为与微生物的结合,作为对免疫细胞的信号,表明它们应该被“食用”。 “通过缺乏C4的基因工程小鼠,该团队表明它在大脑中具有第二个作用,”她说。 “在这里,C4在与其他神经元连接的点上与神经元结合,并表明这些连接或突触也应被免疫细胞吞没。”
Brain tissue analyses of human schizophrenia patients showed that they tended to have fewer connections between neurons, which provides further evidence that the presence of a highly active C4 gene variant could be cutting away neural connections in the brain, and putting an individual at an increased risk of developing the hallmarks of schizophrenia, such as hallucinations, severe emotional limitations, and a decline in cognitive function.
这是研究人员第一次将特定的遗传来源与可能与这种精神病症状有因果关系联系起来的生物学过程。在青春期,突触修剪在大脑中最活跃的事实进一步增强了C4是根本原因 - 青春期是迄今为止精神分裂症症状最常见的年龄。
“这项研究标志着反对精神疾病斗争的关键转折点,”美国国家心理健康研究所的代理总监布鲁斯·库斯伯特(Bruce Cuthbert)未参与研究,在新闻稿中说。 “由于精神疾病的分子起源几乎没有理解,因此制药公司为追求新的治疗剂的努力很少,而且相距甚远。这项研究改变了游戏。由于这种遗传突破,我们最终可以看到临床测试,早期检测,新治疗,新的治疗乃至预防的潜力。”
该团队强调,治疗和潜在的治疗方法仍然是多年的,科学家仍然必须确切弄清楚这些特定的C4变体在突触修剪过程中正在扮演什么角色,但是我们从未在解决这种疾病方面更好地解决这种疾病,这是真正令人兴奋的事情。
结果已在自然。