人们很早就发现精神分裂症、自闭症具有高度遗传性,但这些神经精神疾病的病因十分复杂,涉及到的调控基因数量众多,发病机制至今仍不明确。
近期,PsychENCODE项目的研究者在《科学》及其子刊中一连发布了数篇论文,基于上千份针对大脑组织的海量分析有了一些前所未有的发现,或能对探寻神经精神疾病的发病机制起到推动作用。
“精神疾病本身就是复杂的多基因疾病,但最核心的组织器官还是大脑,我们直接以人的脑部组织为对象,对基因表达调控等方面的差异进行研究。”中南大学生命科学学院副教授陈超在接受《中国科学报》采访时表示。陈超作为PsychENCODE项目参与者之一,与中南大学生命科学学院教授刘春宇共同在《科学》及子刊《科学—转化医学》上发表了3项研究成果。
发病机制疑团
与单个基因变异引起的疾病不同,精神分裂症等神经精神疾病的前提很复杂,相关基因可达上百种。
基因层面的变异会导致基因转录的异常,从而进一步体现为大脑中功能或结构上的异常。这些不同的小前提相互联系,发生作用,最后导致了外在行为层面的症状表现。
在过去的数十年里,科学家已经发现了不少与精神疾病相关的基因变体,在大脑发育过程中,它们如何与环境因素相互作用,共同对精神疾病的发生产生影响?这是需要进一步解决的问题。
不过,与发病机制相关的基因众多,单个基因的影响毕竟有限。更复杂的是,在非编码区域中,即便DNA转录的产物不是蛋白质,也会产生一些起到调节作用的化学物质。
陈超等人的研究便将基因、小分子RNA和非编码RNA等聚集到一起,从网络层面出发,抽丝剥茧,找出与疾病高度相关的部分,进而确定那些在网络中处于上游、起到核心作用的调控元件。
“这种情况就要求有比较大的样本量,以发现这些相对来说作用比较微小的基因表达差异。样本量的多少影响着结果的显著性和可靠性。”陈超表示。