胎儿脑细胞形成过程中发现精神和神经退行性疾病的根源

一些神经精神疾病，例如自闭症、双相情感障碍或抑郁症，以及一些神经退行性疾病，例如阿尔茨海默病和帕金森病，其起源可能在胎儿大脑发育的早期就已存在。根据德尔玛医院和耶鲁大学研究所发表在《自然通讯》杂志上的一项研究，这比之前认为的要早。

这项工作的重点是“在胎儿发育的早期阶段，特别是在大脑干细胞中寻找精神疾病的起源”，米格尔·塞尔维特项目的研究员、德尔玛医院研究研究所生物医学信息学项目神经基因组学研究小组的协调员加布里埃尔·桑特佩雷博士解释说，该项目是与庞培法布拉大学合作的。

为此，他们使用了近3000个与神经精神疾病、神经退行性疾病和皮质畸形相关的基因列表，并模拟了改变这些基因对参与大脑发育的细胞的影响。结果表明，许多基因在胎儿发育早期就已经在干细胞中发挥作用——干细胞是塑造大脑、产生神经元及其支撑结构的前体细胞。

实现这一目标绝非易事。大脑发育的这个阶段非常难以研究。为此，研究人员汇集了大量来自人类和小鼠大脑的数据，以及来自体外细胞模型的数据。

正如耶鲁大学 Pasko Rakic 博士实验室的副研究员兼该研究的联合负责人 Nicola Micali 博士所指出的那样，“科学家通常研究成年人的精神疾病基因，但在这项研究中，我们发现许多此类基因在胎儿大脑发育早期就已经活跃起来，这些基因的变化会影响大脑发育并导致成年后出现精神疾病。”

该研究针对参与大脑发育的每种细胞类型建立了特定的调控网络模型，以观察与不同脑部疾病相关的基因的激活或失活如何影响不同阶段的祖细胞。这使得他们能够观察到每个基因在导致不同疾病的疾病发展中的重要性。这些疾病的范围从小头畸形和脑积水到自闭症、抑郁症、双相情感障碍、厌食症或精神分裂症，还包括阿尔茨海默病和帕金森病。

所有这些病理都与大脑发育早期阶段（神经干细胞活跃的时期）的基因有关。德尔玛医院研究所的研究员乔尔·马托-布兰科补充道：“我们正在研究大脑可能患上的各种疾病，并研究与这些疾病相关的基因在神经干细胞中的行为。”

同时，他指出，该工作“确定了这些基因作用最显著的时间窗口和细胞类型，指明了何时何地针对这些基因的功能”。

桑特佩雷博士说，这些信息“有助于了解影响大脑皮层的疾病的起源，即基因变化如何转化为这些病理”。

了解这些机制以及每个基因在每种疾病中的作用有助于开发针对它们的靶向疗法，为基因治疗和个性化治疗开辟机会。