衰老和精神分裂癥在兩種類型的腦細(xì)胞中有著驚人的相似之處

兩種不同類型的腦細(xì)胞中相似的遺傳變化可能導(dǎo)致認(rèn)知障礙精神分裂癥和老化。

美國研究人員檢查了從191名捐贈者那里收集的超過100萬個腦細(xì)胞的基因表達(dá)。精神分裂癥患者和老年人被發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)元和支持細(xì)胞中特定基因的表達(dá)相對減少，稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞.

“科學(xué)通常關(guān)注每種細(xì)胞類型自己表達(dá)的基因，”解釋史蒂夫·麥卡羅爾（Steve McCarroll），麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所的基因組神經(jīng)生物學(xué)家。

“這些細(xì)胞類型不是獨立的實體，而是具有非常密切的協(xié)調(diào)性。這些關(guān)系的力量讓我們嘆為觀止。

科學(xué)家們將這些同步變化命名為突觸神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞計劃（SNAP）?，F(xiàn)在我們知道 SNAP 的存在，我們也許能夠開發(fā)出保護(hù)認(rèn)知能力和治療衰老和精神分裂癥衰退的方法。

“我們的研究結(jié)果表明，精神分裂癥和衰老之間的這些關(guān)系源于共同的細(xì)胞和分子變化，”作者說寫.

為了仔細(xì)觀察我們的大腦是如何自然變化的，麥卡羅爾及其同事使用單核RNA測序并訓(xùn)練了一個人工智能用于檢查單個細(xì)胞中基因活性的模型。

“為了檢測精神分裂癥和衰老中星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元之間的協(xié)調(diào)，我們需要研究來自大量個體的組織樣本，”說來自布羅德研究所的神經(jīng)科學(xué)家薩賓娜·貝雷塔（Sabina Berretta）與麥卡羅爾（McCarroll）共同擔(dān)任資深作者。

他們觀察了來自前額葉皮層94 名精神分裂癥患者和 97 名年齡在 22 至 97 歲之間沒有這種疾病的人。這個大腦區(qū)域在各種復(fù)雜的認(rèn)知過程和執(zhí)行功能中發(fā)揮作用。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)神經(jīng)元出現(xiàn)與突觸相關(guān)的基因的活性時，星形膠質(zhì)細(xì)胞加入并開始激活特定SNAP基因組的表達(dá)。當(dāng)基因表達(dá)減少時，這種活動也得到了協(xié)調(diào)。

過去，研究發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞控制負(fù)責(zé)制造膽固醇的基因，這對突觸構(gòu)建至關(guān)重要.減少膽固醇的產(chǎn)生已經(jīng)看到在腦部疾病的小鼠模型涉及認(rèn)知能力下降和大腦結(jié)構(gòu)變化。

“科學(xué)早就知道神經(jīng)元和突觸在精神分裂癥的風(fēng)險中很重要，”解釋第一作者Emi Ling，布羅德研究所的神經(jīng)元生物學(xué)家。

“但是通過以不同的方式提出問題 - 詢問每種細(xì)胞類型動態(tài)調(diào)節(jié)哪些基因 - 我們發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞也可能參與其中。

他們發(fā)現(xiàn)，SNAP在健康的年輕人中也有所不同，表達(dá)增加或減少，但它總是在天體和神經(jīng)元之間協(xié)調(diào)。在許多老年人中，包括患有和不患有精神分裂癥的老年人，SNAP 顯著降低。

大腦清除舊的突觸并形成新的突觸，這被認(rèn)為使我們的大腦更具適應(yīng)性，并且研究已鏈接精神分裂癥對影響突觸功能的基因有風(fēng)險。

眾所周知，精神分裂癥的遺傳風(fēng)險鏈接到認(rèn)知能力下降在老年人中，患有精神分裂癥提高一個人的機(jī)會在以后的生活中發(fā)展癡呆。

然而，像許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病一樣，精神分裂癥的根本原因很復(fù)雜且尚不清楚倍數(shù)遺傳,環(huán)境的和生物因素似乎參與其中。

長期癥狀，如幻覺和認(rèn)知問題，經(jīng)常出現(xiàn)在成年早期。目前的藥物主要治療幻覺，因此我們需要治療衰弱性疾病的其他癥狀。

希望找到促進(jìn)SNAP的因子或療法可以緩解精神分裂癥患者的認(rèn)知癥狀，并幫助普通人群在老年時保持認(rèn)知功能。

研究人員正在研究雙相情感障礙、抑郁癥，其他情況也有類似的變化，并計劃在更多的大腦區(qū)域研究SNAP。

該研究已發(fā)表在自然界.

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