来自2000个人类大脑的基因组数据可以揭示精神分裂症,孤独症和其他神经系统疾病的根源

来自2000个人类大脑的基因组数据可以揭示精神分裂症,孤独症和其他神经系统疾病的根源

来自脑库的组织提供了基因组数据集,可以提供精神分裂症,自闭症和其他疾病起源的线索。

麦克林医院
来自2000个人类大脑的基因组数据可以揭示精神分裂症,孤独症和其他神经系统疾病的根源

存储在组织库中的2000多个人类大脑放弃了他们的遗传秘密。 基因组扫描已经揭示了数百个地方,在这些地方,有和没有特定精神疾病的人之间的DNA往往不同。 但这些研究并没有确定具体的罪魁祸首基因或它们在大脑中的作用。 洛杉矶加利福尼亚大学(UC)的神经遗传学家Daniel Geschwind说:“有一种缺失的环节。” 他和3岁的PsychENCODE联盟中的其他人,来自马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院(NIH)的大约5000万美元,试图通过追踪表达哪些基因以及在哪里来弥合这一差距。

该联盟专注于控制蛋白质编码基因表达的调控区域,以及之前的研究暗示作为精神疾病风险的驱动因素。 PsychENCODE的合作者已经分析了这些监管区域在大脑不同部位,大脑发育的不同阶段以及受不同疾病影响的大脑中的活动差异 - 主要是精神分裂症,自闭症和双相情感障碍。

科学”及其姐妹期刊“ 科学进步科学转化医学” 中的结果是监管区域如何影响大脑的最全面的图景。 例如,在其中一篇新论文中,研究人员描述了DNA序列,其中序列的变异改变了其他地方蛋白质编码基因的表达。 Geschwind说,在PsychENCODE之前,该名单由不到5000个地点组成,但该联盟的工作使总数达到约16,000。

伦敦国王学院的精神病学遗传学家Gerome Breen说:“这些数据使我们可以做一些我们一直希望做的事情。”他不在该联盟中,但计划使用其公开的数据集。 并非所有研究人员都乐观地认为新数据集将直接导致新的疾病药物。 但许多人希望它能揭示复杂疾病如何发展的线索。

合作者通过RNA测序分析了他们的大脑样本,以找出哪些基因被转录。 他们还进行了各种表观遗传分析,例如测量DNA折叠结构如何使调节区域与远距离蛋白质编码区域接触。

巨大的数据集使研究人员能够识别基因组“模块” - 基因组,这些基因组合在一起并具有共同的功能。 模块中基因表达的独特模式可能揭示疾病的细微差别。 例如,先前的研究已经表明,参与神经信号传导的基因的表达在自闭症中往往异常低,并且在较小程度上,在双相情感障碍和精神分裂症中。 但是,PsychENCODE数据实现了更细粒度的分析。 他们揭示了一个模块,其中包括一个控制细胞包装和释放化学信使进入突触的基因。 事实证明,这组基因在精神分裂症和双相情感障碍中尤其活跃,但在自闭症中则不然。 这些细节可能指向可能成为治疗目标的大脑过程。

美国国立卫生研究院项目主任Geetha Senthil表示,新的数据集还可以揭示大脑发育窗口,而疾病相关基因似乎影响最大,他们协调并监督了PsychENCODE。 反过来,这些窗口可能是干预最有价值的时候。 根据患者的症状,医生已经可以观察到疾病何时出现,但是,她说,“拥有生物线索会令人激动。”

该项目的名称,ENCODE(DNA元素百科全书),是对人类基因组非编码区域进行映射的更广泛的探索。 其初步结果于2012年公布,引发了争议。 科学家对该团队声称大多数基因组功能正常并质疑该项目的见解是否值得质疑

丹·格劳尔是德克萨斯州休斯顿大学的进化遗传学家,也是ENCODE最直言不讳的评论家之一,他也对一些最初的PsychENCODE结果感到质疑。 他说,该项目的目标是精神疾病本身定义不明确。 “如果你把一些含糊不清的东西与数以百万计的遗传和表观遗传变异联系起来,那么你必然会得到具有很小生物意义的统计学意义。”

都柏林圣三一学院的神经遗传学家Kevin Mitchell回应了Graur的一些担忧。 “我不完全相信我们今天比昨天更了解,”他说。 他怀疑基因表达谱可以将疾病定义为精神分裂症或自闭症等异质性疾病,或者对如何治疗它们给出新的见解。 “这是一项大量的工作,非常有意义且做得很好,”他说,“但是你可以用基因组学做些什么。”

但许多研究人员捍卫该项目的价值。 “我确信那里有研究人员将会看到这些第一篇论文并说,......'我们的范式转变发现在哪里?'”加州大学戴维斯分校的神经遗传学家亚历山大诺德说,他不在该联盟中。 “这有点像一个稻草人,期待我们在一组分析中找到它。” 他说,随着研究人员解释它,数据集将变得更加丰富。 “这不会过时。”