打开遗传学大门—华人科学家解密精神分裂的高危基因

范德堡大学分子生理学和生物物理系和范德堡遗传学研究所（VGI）的科学家们利用他们开发的一种独特的统计模型，确认出104个精神分裂症的高危基因。

这项于4月15日发表在《自然-神经科学》杂志上的研究，支持了精神分裂症是一种发育性疾病的观点。这种疾病有可能在症状出现之前就被及时发现,甚至接受治疗。

图片来源：nature.com

精神分裂症是一种慢性、严重的精神障碍。常见的病症有：幻觉，妄想，刻板缺少起伏的情绪表达和认知障碍等。症状起病通常开始于16到30岁之间。抗精神病药物可以缓解其症状，但目前没有治愈这种疾病的方法。

遗传基因学在决定精神分裂症的患病几率上起着重要作用。虽然只有1%的人口患有精神分裂症，但如果同卵双胞胎中一方患有该病，另一方患病风险急剧上升到50%。

最近的全基因组关联研究（GWAS）已经确定了100多个与精神分裂症相关的基因位点座或不同染色体上的固定片段固定位置。然而，这些基因位点座可能不是高风险基因所在的位置。因为这些基因位点座可能发挥着调节附近或者远距离较远的基因的活性的作用。

为了解决这一问题，论文的高级通讯作者Bingshan Li博士与论文第一作者、分子生理学和生物物理学研究导师员 Rui Chen博士以及博士后研究员 Quan Wang博士共同开发了一个独特而巧妙的贝叶斯模型，名为“iRIGS”（integrative RIsk Gene Selector），以整合高通量多组学数据和基因相互作用网络进行以基因为中心的统计推断。

这个模型框架根据多维度的基因组数据和基因网络，从之前确定的基因位点座中选出最可能的基因。哪些基因突变率高？哪些是产前表达的？这些问题是该计算框架统计模型为了确定和缩小精神神经分裂症高危基因座位点范围会所提出的问题。

通过计算，研究人员确定了104个高风险基因，其中一些基因编码的蛋白质是被用于其他疾病的上市药物的目标靶蛋白。其中一个基因被怀疑参与自闭症谱系障碍的发展。

Chen博士说：“精神分裂症和自闭症有相同的基因。我们的框架统计模型可以推动GWAS向前迈出一步，进一步识别基因。 它也可以用来帮助追踪其他复杂疾病的有关基因。”

Li博士说：“这个计算框架为几个研究方向打开了大门。一个方向是确定已经批准用于其他无关疾病的药物是否可以重新用于改善精神分裂症的治疗。另一个方向是找出这些高危基因在大脑中哪些类型的细胞的发育过程中是活跃的。”Li 博士是分子生理学和生物物理学副教授，同时也是VGI的一名研究人员。 

Li博士最后补充说：“我认为我们将更好地了解这些基因在出生前是如何诱发精神分裂症的风险。这将给我们如何制定干预策略起到提示作用。这是一个野心勃勃的目标……（但是）通过了解机制，药物开发可以更有针对性。”

文章来源：

https://neurosciencenews.com/high-risk-schizophrenia-genes-12021/

参考文献：

“A Bayesian framework that integrates multi-omics data and gene networks predicts risk genes from schizophrenia GWAS data”

Quan Wang, Rui Chen, Feixiong Cheng, Qiang Wei, Ying Ji, Hai Yang, Xue Zhong, Ran Tao, Zhexing Wen, James S. Sutcliffe, Chunyu Liu, Edwin H. Cook, Nancy J. Cox & Bingshan Li. Nature Neuroscience(2019) doi:10.1038/s41593-019-0382-7

作者信息

 

编译：coco（brainnews创作团队成员）

校审/排版：Simon （brainnews编辑部）

题图：neurosciencenews.com

前 文 阅 读