[新知] 精神分裂症的生物機制
Original Article
http://www.nih.gov/news-events/nih-research-matters/biological-mechanism-schizophrenia
A biological mechanism for schizophrenia
精神分裂症的生物機制
At a Glance
‧ Scientists identified the mechanism behind genetic variations that were
linked to schizophrenia in previous genomic studies.
科學家確認了在之前的基因體研究中精神分裂症關聯基因背後的機制
‧ The findings could one day lead to new approaches to prevent the disorder.
這發現或許在未來有一天能成為防治這病症的新路徑
精神分裂症是慢性的, 嚴重的心理失調而會影響到個人如何思考, 感覺及行為. 他會造成
幻想,錯覺及其他心理問題造成個人像是跟現實脫節一般. 它影響了大約1%的人.
有許多因素可能增加造成精神分裂的風險. 他傾向於在家族裡面發生, 所以這樣的研究聚
焦於影響疾病風險的基因變異. 過去在基因體面向的分析已發現了大於100個遺傳區段會
影響精神分裂症的風險. 然而,授予風險的特定的基因與序列仍不清楚.
由Dr.Steve McCarroll所領導的哈佛醫學院Broad institute團隊檢驗了對精神分裂症有
強烈關聯的區段. 他們在接近C4基因處發現了關聯性, 這C4基因具有補體元素
4(complement component 4)的編碼. 他們的研究, 由數個NIH機構所資助, 發表在2016年
1月27日的Nature.
人類C4有兩種形式, C4A與C4B. 這些基因的蛋白組成結構不同並且針對不同的目標. 這兩
種基因同時可變化長短與可變化基因體複製數目(genomic copies). 研究人員首先發展出
分辨這些不同型態的方法. 當他們在死亡成人大腦中測量RNA量時,他們發現不同的型態可
預測C4A與C4B在腦中的表現量.
這團隊接著分析大約65,000(29,000有精神分裂症)人的在這個區域中的基因體變異, 並預
測不同型態的C4與他們的表現量. 他們發現當某個變異與預期的C4A表現量有較強的關聯
時,他同時也較強烈的關連到精神分裂症.
科學家比較了精神分裂症患者與正常參照組在大腦組織中的表現量. 這兩個基因同時在精
神分裂患者中有高的表現量, 但C4A的表現量大約是2-3倍高於C4B的表現量. 在實驗室中
對大腦組織與神經元的分析確認了C4在神經元中產生, 特別是在神經元連結處稱為突觸
(Synapse)的地方.
這些發現, 以及由其他研究的結果, 對研究人員顯示了C4可能與其他古典補體元素(按:免
疫系統的一支, 用於連結抗體做抗原的清除)串聯來提升突觸的清理.在人類中, 這過程發
生在當腦部發展至完全成熟的階段, 在青年期後段到早期的成年期. 這一階段也同時常有
精神分裂症狀開始發生.
為了測試這個假說, 研究人員使用小鼠模型來檢測C4在發育期的功能. 他們發現C4經由另
一個蛋白C3來標籤突觸並做清理. 在小鼠中C4量愈高則有更好的突觸清理(Synaptic
pruning)
"正常情況下, 突觸清理可以除掉我們不再需要的過多連結. 讓我們大腦有最佳的效能,
但過度清理則可能傷害心智功能." 資助者NIMH的Dr.Thomas Lehner說, "這可以幫助我們
解釋精神分裂的延緩首發年齡在晚青春期/早成年期的症狀及大腦功能組織的萎縮. 對這
被扭曲的清理過程踩煞車的干預措施可提供轉型的契機"
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