由美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院Guo-li Ming醫(yī)學(xué)博士和Hongjun Song博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)基于Ion Proton二代測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行RNA seq的研究報(bào)告說，與精神分裂癥，雙相情感障礙和重度抑郁癥相關(guān)的一個(gè)基因變異，對(duì)發(fā)育中的大腦的神經(jīng)元之間的連接造成嚴(yán)重的破壞。相關(guān)文章發(fā)表于2014年8月7日的《Nature》雜志上。
使用由有精神疾病和沒有精神疾病的人中產(chǎn)生的干細(xì)胞，觀察一種罕見的惡性遺傳變異對(duì)年輕的腦細(xì)胞的影響。結(jié)果補(bǔ)充證據(jù)表明，幾種主要的精神疾病在早期大腦發(fā)育中的錯(cuò)誤“連線”有著共同的根源。
“這是為了及時(shí)返回觀察，當(dāng)一個(gè)人在子宮內(nèi)的時(shí)候發(fā)生了什么，導(dǎo)致后來發(fā)生精神疾病的下一步驟，”Ming說。“我們的發(fā)現(xiàn)提供了最有說服力的證據(jù)，證明答案就在于腦細(xì)胞彼此連接的突觸上。”
先前的證據(jù)來源于尸體解剖，以及一些研究證據(jù)表明，一些影響突觸的遺傳變異也可增加患精神疾病的幾率。但是，這些研究無法顯示原因和結(jié)果之間的一個(gè)直接關(guān)系。
研究常見的精神疾病的遺傳學(xué)的一個(gè)困難是，它們通常是由環(huán)境因素與多個(gè)基因變異結(jié)合而引起的，任何一個(gè)基因變異本身都不能夠引發(fā)疾病。除了一個(gè)罕見的例外，該基因稱為擾亂精神分裂癥1(DISC1)，其中有些突變具有很強(qiáng)的作用。兩個(gè)家庭被發(fā)現(xiàn)，具有DISC1突變的許多成員都有精神疾病。
神經(jīng)元在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)六個(gè)星期后，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的合作者測(cè)量了它們的電活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)那些具有DISC1變異的神經(jīng)元比那些沒有變異的多了大約一半的突觸。為了確定這個(gè)差異確實(shí)是由DISC1變異而不是其他遺傳差異引起的，研究生Ha Nam Nguyen花了兩年的時(shí)間，研制出靶向三種干細(xì)胞系的基因變化。
在具有變異的細(xì)胞系中的一種，他用一個(gè)健康的版本置換了DISC1基因。他還將致病變異插入來自于一個(gè)家庭成員的一種健康的細(xì)胞系，以及來自無關(guān)對(duì)照組的細(xì)胞系中。果然，研究人員報(bào)告說，不具有突變的細(xì)胞生長(zhǎng)出正常數(shù)量的突觸，而那些插入突變的細(xì)胞則多了一半。
“我們明確的回答了，DISC1變異是否負(fù)責(zé)降低突觸的生長(zhǎng)，”Ming說。
為了了解DISC1如何作用于突觸，研究人員還比較了健康的與那些具有變異的神經(jīng)元的基因活動(dòng)水平。讓他們吃驚的是，超過100個(gè)基因的活動(dòng)是不同的。“這是第一個(gè)跡象表明，DISC1調(diào)控了大量的基因，其中許多都與突觸的活動(dòng)有關(guān)，” Ming說。
目前該研究小組正在尋找，與精神障礙更加密切相關(guān)的其他基因。通過更好地了解精神疾病的根源，他們希望最終開發(fā)出更好的治療方式。