精神分裂癥是一種嚴重影響患者思維、情感和行為的常見精神疾病,目前影響了全球約1%的人口。由于病因復雜,反復發作以及大多在青壯年發病,精神分裂癥嚴重影響患者生活,同時給患者家屬和社會帶來沉重負擔。精神分裂癥的遺傳力高達0.8左右,表明遺傳因素起到關鍵作用。目前GWAS鑒別到的絕大多數與精神分裂癥顯著相關的遺傳變異都位于非編碼區,暗示這些遺傳易感位點很可能通過調控基因表達水平進而影響精神分裂癥易感。
基于這個假說,中國科學院昆明動物研究所羅雄劍和陳勇彬課題組,用Sherlock算法系統整合了來自于精神分裂癥GWAS遺傳相關數據和大腦表達數量性狀基因座(eQTL)數據,發現遺傳變異可能通過調控GLT8D1、CSNK2B和AMLS1基因的表達介導精神分裂癥易感。獨立的大腦eQTL數據及整合方法(SMR)進一步證實GLT8D1、CSNK2B和AMLS1基因為精神分裂癥易感基因。蛋白相互作用網絡及表達分析均支持這3個基因可能參與精神分裂癥發生。
與遺傳研究結果一致,基因表達分析揭示GLT8D1、CSNK2B和AMLS1基因在精神分裂癥患者大腦中表達顯著紊亂。進一步實驗研究表明,GLT8D1和CSNK2B參與調控胚胎神經干細胞的增殖和分化能力,以及神經元的形態和突觸傳遞等生理功能,提示精神分裂癥易感遺傳變異可能通過影響GLT8D1和CSNK2B基因表達,進而影響神經發育,最終導致精神分裂癥發生。而GLT8D1和CSNK2B在神經干細胞中的功能結果,提示其在神經系統腫瘤(腫瘤干細胞)中也有潛在調控能力,深入的研究工作正在開展當中。
該研究為進一步深入解析精神分裂癥的遺傳機制提供了新思路,這些研究結果支持精神分裂癥的神經發育假說,為進一步闡明精神分裂癥的致病機理提供了重要信息。昆明動物所博士楊翠萍,研究生李曉艷、武勇和申秋碩為文章第一作者,研究員陳勇彬和羅雄劍為文章的共同通訊作者。
該研究工作受到了國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項(B)(動物復雜性狀的進化解析與調控)、國家自然科學基金委員會和云南省基金項目的資助。
(本刊訊)