
双相情感障碍是一种以情绪剧烈波动为特征的精神疾病,抑郁和躁狂发作交替出现。既往研究表明,双相情感障碍具有很强的遗传因素,是遗传性最强的精神疾病之一。
为了更好地了解增加患上这种精神障碍风险的遗传因素,神经科学家和遗传学家开展了大量全基因组关联研究 (GWAS)。这些研究本质上旨在识别人类基因组中与患上双相情感障碍风险增加相关的特定区域——这些区域也被称为双相情感障碍风险位点。
尽管先前的研究已经发现了许多这样的区域,但导致该疾病的单核苷酸多态性(SNP)在很大程度上仍不清楚。这些是直接导致双相情感障碍的基因变异,而不仅仅是相关的标记。
西奈山伊坎医学院和其他机构的研究人员最近开展了一项新研究,旨在识别直接导致罹患该疾病风险的SNP。他们的研究成果发表在《自然神经科学》杂志上,该研究是通过使用包括“精细映射”方法在内的多种统计技术分析大型遗传数据集而获得的。
“这项研究是我们长期努力深入了解双相情感障碍遗传结构的成果,”论文第一作者玛丽亚·科罗米娜告诉《医学快讯》。“之前的全基因组关联研究(GWAS)已经鉴定出64个与双相情感障碍相关的基因组区域,但这些区域内的致病变异和基因往往仍不清楚。”
这项研究的主要目标是识别可能增加罹患双相情感障碍风险的致病SNP,以及与其相关的基因。研究人员分析了精神病基因组联盟(PGC)收集的数据。PGC是一个大型国际组织,成立于2007年,收集了数千名患有精神疾病的欧洲血统人士以及健康个体的基因和医学数据。
科罗米娜解释说:“为了研究导致躁郁症风险的基因变异,我们将精细映射方法应用于大约 41,917 例躁郁症病例和 371,549 名欧洲血统对照者的 GWAS 数据。”
“随后,我们将这些发现与脑细胞特异性表观基因组数据和各种数量性状位点 (QTL) 相结合,以了解遗传变异如何影响基因表达、剪接或甲基化。这种组合方法使我们能够识别出更有可能导致双相情感障碍风险的遗传变异,并以更高的置信度将它们与候选基因进行匹配。”
通过精细定位,科罗米娜和她的同事们缩小了先前研究中发现的基因组区域,最终确定了17个最有可能与罹患该疾病风险增加相关的SNP。他们还将这些SNP与调节大脑发育和神经元间信号传导的特定基因联系起来。
Koromina 说:“我们确定了几种可能的致病变异,并将它们与已知在神经发育和突触信号传导中发挥作用的基因联系起来,包括 SCN2A、TRANK1、CACNA1B、THSD7A 和 FURIN。”
“值得注意的是,其中三个基因在肠道细胞中也高度表达,支持微生物-肠-脑轴与双相情感障碍之间的遗传联系。我们还证明,将精细映射效应纳入多基因风险评分 (PRS) 可以提高其预测准确性,尤其是在不同种族群体中。”
Koromina 及其同事的研究成果进一步加深了我们对双相情感障碍及其遗传基础的理解。科学家们希望他们的工作能够激发进一步研究已发现的遗传变异。未来,他们的工作或许还能促进开发考虑到每位患者独特基因特征的治疗策略。
“未来的研究可以专注于利用CRISPR编辑的神经元细胞和脑类器官等模型,对重点基因和变异进行功能验证,”Koromina补充道。“这些实验将有助于确定这些变异究竟如何影响基因调控和神经元功能。最终,我们的目标是将这些基因数据转化为个性化治疗的工具。”