精神分裂症的基因网络发现,自闭症和链接
在过去的几年中,研究人员涉及多个基因,但还不清楚他们是如何产生障碍。哥伦比亚大学医学中心的研究人员的一项新研究确定影响基因网络,并提供洞察分子疾病的原因。
今天的论文发表在《自然神经科学》的在线版。
使用一个无偏的数以百计的变异与精神分裂症相关,哥伦比亚大学的研究人员应用复杂的计算方法,揭示隐藏的看似不相关的基因之间的关系。
基因突变的分析显示,许多精神分裂症被组织成两个主要的网络,参加几个关键流程,包括轴突引导,突触的功能,神经元迁移和染色体修改。
研究还发现了一个有趣的精神分裂症和自闭症之间的联系。“如果我们不知道这些是两个不同的疾病,并把所有的突变成一个单一的分析,会提出非常相似的网络,”说,该研究的资深作者,丹尼斯·Vitkup博士,副教授生物医学信息学、计算生物学和生物信息中心和哥伦比亚计划系统生物学在哥伦比亚大学医学中心。“这表明自闭症和精神分裂症的遗传网络密切交织在一起,”他补充说。
虽然需要时间将研究结果转化为实际的治疗,精神分裂症的研究提供了洞察分子的原因。它还表明,变异与精神分裂症相关,自闭症,和可能其他精神疾病,可能会聚集在一组相互关联的分子过程。
计算机分析揭示基因网络
发现潜在的基因突变在精神分裂症之间的联系,Vitkup博士和他的同事们开发了一种计算方法,称为NETBAG +,识别网络的基因可能负责同样的遗传表型。然后他们收集最强的突变,已经观测到的其他研究者包括一组精神分裂症新创突变最近被哥伦比亚大学的一个研究小组由玛丽亚Karayiorgou,医学博士和约瑟夫•a .老奶奶们,医学博士,博士和美联储的计划。
发现了两个基因网络的程序。基因在第一网络涉及主要在轴突引导,突触的功能,和细胞迁移。在第二网络参与染色体基因组织和重构。部分网络都是高度活跃在产前发展,这表明大脑的变化导致精神分裂症在以后的生活中是很早就放下。
连接到自闭症
Vitkup博士也比他的精神分裂症网络与网络发现孤独症等神经发育障碍。一个精神分裂症网络密切相关的是一个自闭症网络他在去年发表的一项研究描述。两个网络包含基因在轴突引导,突触的功能,和细胞迁移。
“我们最近主要基因突变分析表明,该重叠包括早期胎儿发育很重要。这并不奇怪,因为某些情况下精神分裂症和孤独症的可能很多情况下神经发育起源、“Karayiorgou博士说。
之间的密切关系参与自闭症和精神分裂症遗传网络提出了一个有趣的问题:如何相同或相关基因的突变会导致两种不同的疾病?“我喜欢使用汽车刹车的类比,“Vitkup博士说。“不同的制动机械故障机制可以有非常不同的功能的后果,从加速到停滞。”
博士Vitkup看着大突变被称为拷贝数变异(CNVs)会导致精神分裂症或自闭症。基因拷贝数异变包括长时间的包含多个基因的基因组复制或删除。重复的区域增加的“剂量”的基因;删除一个地区减少剂量。
基因拷贝数异变参与树突的生长,或树突棘的神经元,他发现减少增长更常见的增长越来越普遍增加精神分裂症和自闭症。“这是一致的尸检发现大脑研究,”他说。
“证据功能融合的风险基因是一致认为精神分裂症和自闭症都主要疾病的神经沟通。然而,他们具有不同的临床特征和挑战仍然是识别关键的神经回路和机制,区分它们,”博士说约瑟夫·a .老奶奶们。“这是朝着这个方向迈出的一步。”
Vitkup博士预测,更多的基因在精神分裂症和自闭症最终将found-possibly 1000基因疾病,而且他们可能会陷入的一个重要部分在当前的研究中确定的网络和通路。
“直到几年前,人们在寻找只有少数的基因负责自闭症和精神分裂症,所以许多涉及数百个基因是一个很大的改变思维,“Vitkup博士说。“我们的研究和我们的合作者的研究表明,在寻找复杂的遗传疾病的原因,这将是更有效率去寻找共同通路和基因电路比少数因果基因。这种类型的网络分析为我们提供了一种方式开始理解发生了什么。”
未来的基因发现方法研究点方法
“发现的所有流程和分子途径参与精神分裂症及相关疾病,更多的基因搜索显然是必要的,“Vitkup博士说。
直到最近,寻找疾病基因主要集中在分析常见的基因突变,使用所谓的全基因组关联研究(GWAS)。但根据Drs。互补Vitkup Karayiorgou,老奶奶们,可能更便宜,方法可能更富有成果。“通过观察精神分裂症患者出生家庭没有障碍的历史,“Vitkup博士说,“我们可以找出新创突变,可能会造成他们的障碍。”
Drs。Karayiorgou最近,老奶奶们用这种方法来揭示许多数十种新精神分裂症突变来自数百个家庭;几乎每一个突变是独一无二的一个病人。
“我们的研究表明,通过基于网络的分析罕见的新创突变,是可能影响相关的分子过程中,“Vitkup博士说。”类似的方法应用到大群的病人,我们应该能够描述所有的通路和分子过程潜在的复杂的精神疾病,比如精神分裂症。”
