一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的精神分裂癥和雙相情感障礙的表觀遺傳學(xué)熱點(diǎn)可能為科學(xué)家基于生物標(biāo)志物設(shè)計(jì)更有效的治療方法和篩選策略提供新的途徑。
世界上有超過1億人患有精神分裂癥或雙相情感障礙,其特征是幻覺、妄想和不規(guī)則的思維過程。它們都與神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的過量產(chǎn)生有關(guān),而多巴胺是獎(jiǎng)賞尋求行為、情緒反應(yīng)、學(xué)習(xí)和鍛煉等功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。
雖然有效的藥物確實(shí)存在,但它們通常具有挑戰(zhàn)性的副作用,例如冷漠、體重增加和被稱為運(yùn)動障礙的不受控制的運(yùn)動,這些通常與帕金森病有關(guān)。目前,還沒有有效的生物標(biāo)志物來篩查和跟蹤任何疾病的進(jìn)展。
“自20世紀(jì)70年代以來,我們就知道抗精神病藥物的有效性與阻斷多巴胺信號傳導(dǎo)的能力直接相關(guān)。然而,在大腦中誘發(fā)過量多巴胺并導(dǎo)致精神病癥狀的確切機(jī)制仍不清楚,”范安德爾研究所(VARI)助理教授、該研究通訊作者維維安拉布里博士說。5月3日出現(xiàn)在《自然通訊》上。“我們現(xiàn)在有了一個(gè)生物學(xué)解釋,可以幫助患有這些疾病的人真正改變?!?
Labrie和她的合作者發(fā)現(xiàn)了一組表觀遺傳標(biāo)記,可以加速多巴胺的產(chǎn)生,破壞大腦的突觸。這些信息中心迅速傳播——消除了負(fù)責(zé)健康功能的神經(jīng)信息。結(jié)果,大腦的組織和化學(xué)平衡發(fā)生了災(zāi)難性的變化,加重了精神病的癥狀。
拉布里說:“我們看到的只是一兩次電擊——大腦中充滿了過量的多巴胺,它正在失去這些關(guān)鍵的神經(jīng)連接。“像許多其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病一樣,精神分裂癥和雙相情感障礙通常有早期或前驅(qū)期,在明顯癥狀出現(xiàn)前幾年開始。我們希望我們的研究結(jié)果可能會帶來新的生物標(biāo)志物篩查風(fēng)險(xiǎn),以便能夠進(jìn)行早期干預(yù)?!?
該團(tuán)隊(duì)全面而廣泛地研究了精神分裂癥或雙相情感障礙患者腦細(xì)胞的脫氧核糖核酸,并將其與健康對照組進(jìn)行了比較。他們的分析揭示了一組表觀遺傳標(biāo)記,這些標(biāo)記在一個(gè)名為IGF2的基因的增強(qiáng)子中開啟和關(guān)閉基因,該基因是突觸發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。增強(qiáng)子是脫氧核糖核酸的一部分,有助于激活基因,并可能成為大腦和其他組織疾病發(fā)展的主要參與者。
這種增強(qiáng)子還可以控制附近一種叫做酪氨酸羥化酶的基因的活性,這種基因產(chǎn)生一種可以控制多巴胺的酶。當(dāng)表觀遺傳學(xué)啟動增強(qiáng)子時(shí),多巴胺的產(chǎn)生失去平衡,導(dǎo)致大腦中化學(xué)物質(zhì)過多。
總之,這個(gè)部位的分子變化可以解釋為什么多巴胺誘發(fā)的精神病往往伴隨著大腦突觸的破壞,這是一種促進(jìn)癥狀的破壞性雙重打擊。
該研究控制了遺傳因素、性別、種族、治療史和吸煙等生活方式因素的影響,結(jié)果在該病的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭械玫津?yàn)證。
“我們使用先進(jìn)的計(jì)算策略來理解腦細(xì)胞中的事件,這是精神疾病的基礎(chǔ),”多倫多大學(xué)博士后研究員、該研究的第一作者Shriaddhapai博士說?!捌渌P(guān)于疾病模型的研究加強(qiáng)了我們的發(fā)現(xiàn)。這一綜合方法為我們的研究成果提供了重要依據(jù),我們相信這些研究成果將推動IGF2基因增強(qiáng)子的進(jìn)一步開拓性研究。”
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