由美國約翰霍普金斯大學醫學院Guo-li Ming醫學博士和Hongjun Song博士領導的一個基于Ion Proton二代測序平臺進行RNA seq的研究報告說，與精神分裂癥，雙相情感障礙和重度抑郁癥相關的一個基因變異，對發育中的大腦的神經元之間的連接造成嚴重的破壞。相關文章發表于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生的干細胞，觀察一種罕見的惡性遺傳變異對年輕的腦細胞的影響。結果補充證據表明，幾種主要的精神疾病在早期大腦發育中的錯誤“連線”有著共同的根源。

“這是為了及時返回觀察，當一個人在子宮內的時候發生了什么，導致后來發生精神疾病的下一步驟，”Ming說。“我們的發現提供了最有說服力的證據，證明答案就在于腦細胞彼此連接的突觸上。”

先前的證據來源于尸體解剖，以及一些研究證據表明，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果之間的一個直接關系。

研究常見的精神疾病的遺傳學的一個困難是，它們通常是由環境因素與多個基因變異結合而引起的，任何一個基因變異本身都不能夠引發疾病。除了一個罕見的例外，該基因稱為擾亂精神分裂癥1(DISC1)，其中有些突變具有很強的作用。兩個家庭被發現，具有DISC1突變的許多成員都有精神疾病。

為了找出具有DNA“字母”刪除的DISC1突變如何影響發育期間的大腦，研究團隊收集了，來自于這些家庭中既沒有突變也沒有精神疾病的母親和女兒，以及具有突變和嚴重抑郁癥的父親，還有另一個攜帶變異和具有精神分裂癥的女兒的皮膚細胞。為了作比較，他們還收集了與之不相關的健康人的樣品。博士后Zhexing Wen博士，誘導皮膚細胞形成五種干細胞系，以及成長為非常純粹的突觸形成的神經元。

神經元在培養皿中生長六個星期后，美國賓夕法尼亞州立大學的合作者測量了它們的電活動，發現那些具有DISC1變異的神經元比那些沒有變異的多了大約一半的突觸。為了確定這個差異確實是由DISC1變異而不是其他遺傳差異引起的，研究生Ha Nam Nguyen花了兩年的時間，研制出靶向三種干細胞系的基因變化。

在具有變異的細胞系中的一種，他用一個健康的版本置換了DISC1基因。他還將致病變異插入來自于一個家庭成員的一種健康的細胞系，以及來自無關對照組的細胞系中。果然，研究人員報告說，不具有突變的細胞生長出正常數量的突觸，而那些插入突變的細胞則多了一半。

“我們明確的回答了，DISC1變異是否負責降低突觸的生長，”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元的基因活動水平。讓他們吃驚的是，超過100個基因的活動是不同的。“這是第一個跡象表明，DISC1調控了大量的基因，其中許多都與突觸的活動有關，” Ming說。

目前該研究小組正在尋找，與精神障礙更加密切相關的其他基因。通過更好地了解精神疾病的根源，他們希望最終開發出更好的治療方式。