最近一项研究确定了与精神分裂症相关的基因，并揭示了一种改变受影响者突触可塑性的机制。研究人员指出，三种蛋白质参与了精神分裂症中突触可塑性受损的过程，这表明了潜在的新治疗选择。
在坦佩雷大学研究人员主导的一项研究中，与精神分裂症相关的基因已被绘制出来，揭示了一种干扰此疾病个体的突触可塑性的机制。研究团队强调了三种蛋白质对精神分裂症中突触可塑性功能失调的贡献。这些见解可能为创新治疗策略铺平道路。
尽管在揭示与精神分裂症相关的遗传联系方面取得了显著进展，但其潜在的遗传机制仍不清楚。这种不确定性源于研究各个基因或其表达的变异如何影响每位患者的精神分裂症症状或可观察到的特征的困难。
最近在计算神经科学方面的发展使研究人员能够通过模拟来研究精神疾病。在一次合作努力中，坦佩雷大学与挪威和美国的研究人员合作，创建了一个计算模型，旨在评估遗传和分子变化对突触可塑性的影响。突触可塑性——神经元之间突触连接随时间增强或减弱的能力——对于学习和记忆至关重要。人们认为这种机制的干扰与精神分裂症的出现有关系。
“我们的计算模型表明，某些与精神分裂症相关的基因表达变化可能导致突触可塑性缺陷。我们分析的结果证实了这一结论，在这项分析中，我们修改了全基因组关联研究中的多基因风险评分，以评估与可塑性相关的基因对发展精神分裂症风险的具体影响，”研究文章的首席作者、学院研究员 Tuomo Mäki-Marttunen说道。
全基因组关联研究（GWAS）旨在寻找各个基因组区域与特定表型之间的统计联系。这些研究尤其适用于探索像精神分裂症这样的多基因疾病，这种疾病源于众多基因变异的相互作用。
“调整后的多基因风险因素与对视觉刺激的反应减弱相关，如我们的合作伙伴进行的脑电图（EEG）所表明的。这说明了某些与可塑性相关的基因中的遗传变异可以预测较弱的 EEG 反应。因此，我们的计算模型已经证明能够更准确地预测精神分裂症的可塑性破坏，”Mäki-Marttunen 解释道。
下一步：考虑环境因素
Mäki-Marttunen 指出，该研究代表了在理解与精神分裂症相关机制方面的重大进展，因为它提供了一个机制多基因模型，用于分析与该疾病相关的单细胞级病理。目前，只有少数计算模型考虑了多个基因的影响。
动物研究揭示了个别基因突变如何影响细胞功能和行为。同时，新的体外技术清楚地说明了精神分裂症的表型如何受到将患者的完整基因组与健康个体的基因组进行交换的影响。然而，观察多个基因的相互作用如何对这些表型产生影响，并指出成千上万的遗传变异中哪些负责这种变化，仍然面临相当大的挑战。
“我们的计算建模方法解决了这个问题。它使我们能够单独分析每个基因，看看它们表达水平的变化如何影响精神分裂症的表型。此外，我们可以轻松探索多个基因表达变化的累积效应，”Mäki-Marttunen 进一步说明。
该研究突出了与可塑性相关的三种蛋白质，这些蛋白质可能在与精神分裂症相关的可塑性缺陷中发挥关键作用。Mäki-Marttunen 希望这些发现能够激励未来的动物和细胞培养实验，以进一步阐明这些蛋白质在精神分裂症中的重要性，可能导致新的治疗途径。
“然而，我们的研究尚未阐明观察到的基因表达变化及随之而来的突触可塑性变化如何影响精神分裂症症状。为了进一步理解这一点，我们需要新的计算模型来深入探讨与精神分裂症症状相关的现象，例如工作记忆。此外，我们需要增强我们的计算模型，以研究可能影响精神分裂症症状和表型的遗传和环境因素，”Mäki-Marttunen 总结道。
什么是基因表达？
- 基因表达是指基因中编码的信息转化为功能基因产物（如蛋白质或RNA分子）的过程。
- 这个过程包括两个主要阶段：转录，DNA中的遗传密码被转录为RNA，然后是翻译，这个RNA用于产生蛋白质。
- 基因表达功能如同一个开关，决定何时、何地以及以何种数量生产蛋白质和RNA。
- 基因表达受到严格调控，任何失调都可能导致各种疾病。
