一个新发现的精神分裂症和双相情感障碍的表观遗传学热点可能为科学家基于生物标志物设计更有效的治疗方法和筛选策略提供新的途径。
世界上有超过1亿人患有精神分裂症或双相情感障碍，其特征是幻觉、妄想和不规则的思维过程。它们都与神经递质多巴胺的过量产生有关，而多巴胺是奖赏寻求行为、情绪反应、学习和锻炼等功能的关键调节因子。
虽然有效的药物确实存在，但它们通常具有挑战性的副作用，例如冷漠、体重增加和被称为运动障碍的不受控制的运动，这些通常与帕金森病有关。目前，还没有有效的生物标志物来筛查和跟踪任何疾病的进展。
“自20世纪70年代以来，我们就知道抗精神病药物的有效性与阻断多巴胺信号传导的能力直接相关。然而，在大脑中诱发过量多巴胺并导致精神病症状的确切机制仍不清楚，”范安德尔研究所(VARI)助理教授、该研究通讯作者维维安拉布里博士说。5月3日出现在《自然通讯》上。“我们现在有了一个生物学解释，可以帮助患有这些疾病的人真正改变。”
Labrie和她的合作者发现了一组表观遗传标记，可以加速多巴胺的产生，破坏大脑的突触。这些信息中心迅速传播——消除了负责健康功能的神经信息。结果，大脑的组织和化学平衡发生了灾难性的变化，加重了精神病的症状。
拉布里说：“我们看到的只是一两次电击——大脑中充满了过量的多巴胺，它正在失去这些关键的神经连接。“像许多其他神经系统疾病一样，精神分裂症和双相情感障碍通常有早期或前驱期，在明显症状出现前几年开始。我们希望我们的研究结果可能会带来新的生物标志物筛查风险，以便能够进行早期干预。”
该团队全面而广泛地研究了精神分裂症或双相情感障碍患者脑细胞的脱氧核糖核酸，并将其与健康对照组进行了比较。他们的分析揭示了一组表观遗传标记，这些标记在一个名为IGF2的基因的增强子中开启和关闭基因，该基因是突触发育的关键调节因子。增强子是脱氧核糖核酸的一部分，有助于激活基因，并可能成为大脑和其他组织疾病发展的主要参与者。
这种增强子还可以控制附近一种叫做酪氨酸羟化酶的基因的活性，这种基因产生一种可以控制多巴胺的酶。当表观遗传学启动增强子时，多巴胺的产生失去平衡，导致大脑中化学物质过多。
总之，这个部位的分子变化可以解释为什么多巴胺诱发的精神病往往伴随着大脑突触的破坏，这是一种促进症状的破坏性双重打击。
该研究控制了遗传因素、性别、种族、治疗史和吸烟等生活方式因素的影响，结果在该病的实验模型中得到验证。
“我们使用先进的计算策略来理解脑细胞中的事件，这是精神疾病的基础，”多伦多大学博士后研究员、该研究的第一作者Shriaddhapai博士说。“其他关于疾病模型的研究加强了我们的发现。这一综合方法为我们的研究成果提供了重要依据，我们相信这些研究成果将推动IGF2基因增强子的进一步开拓性研究。”
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