大腦類器官揭示精神分裂癥起源的線索

根據(jù)威爾康奈爾醫(yī)學(xué)研究人員的一項新研究，胚胎發(fā)育的第一個月腦細胞的多次變化可能會導(dǎo)致生命后期的精神分裂癥。

研究人員的研究于 11 月 17 日發(fā)表在《分子精神病學(xué)》上，他們使用從精神分裂癥患者和沒有疾病的人身上收集的干細胞在實驗室中培養(yǎng)出 3 維“迷你大腦”或類器官。通過比較兩組類器官的發(fā)育，他們發(fā)現(xiàn)細胞中兩種基因的表達減少阻礙了早期發(fā)育，并導(dǎo)致從患者干細胞生長的類器官中腦細胞短缺。

“這一發(fā)現(xiàn)填補了科學(xué)家對精神分裂癥理解的重要空白，”資深作者說Dilek Colak 博士，菲爾家族腦與心智研究所和威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院神經(jīng)遺傳學(xué)中心的神經(jīng)科學(xué)助理教授。精神分裂癥的癥狀通常出現(xiàn)在成年期，但對患有這種疾病的人的大腦進行的尸檢研究發(fā)現(xiàn)，稱為腦室的擴大的空腔和皮質(zhì)層的差異很可能發(fā)生在生命早期。

“有跡象表明精神分裂癥是在早期發(fā)展過程中開始的，但我們沒有證據(jù)，”Colak 博士說。

通過從多達 21 名人類干細胞捐贈者收集的干細胞中培養(yǎng)類器官，該團隊由第一作者 Michael Notaras 博士領(lǐng)導(dǎo)，他是 Colak 博士實驗室的前 NHMRC CJ Martin 研究員，能夠根據(jù)每位患者的確切情況培育出腦組織?；蚪M成。然后，他們使用單細胞 RNA 測序來比較患者組織和非精神分裂癥患者組織中單個細胞的基因表達。

“盡管每個患者都有不同的疾病表現(xiàn)，但我們在所有精神分裂癥患者中發(fā)現(xiàn)了一個共同的病理，”Colak 博士說。

精神分裂癥患者樣本中兩種對大腦發(fā)育至關(guān)重要的基因的表達減少，一種稱為 BRN2 的基因表達調(diào)節(jié)劑和一種稱為多效素的細胞生長促進劑。這導(dǎo)致新腦細胞產(chǎn)生減少和腦細胞死亡增加。替換細胞中缺失的 BRN2 可以恢復(fù)腦細胞的產(chǎn)生，同時添加多效蛋白可以減少腦細胞死亡。如果更多的研究證實了這些結(jié)果，它可能會導(dǎo)致靶向療法的發(fā)展，以幫助糾正特定腦細胞類型的這些遺傳差異。

“我們?nèi)〉昧艘豁椈景l(fā)現(xiàn)，我們認為這是人體組織中存在多種細胞特異性機制并可能導(dǎo)致精神分裂癥風(fēng)險的第一個證據(jù)，”Notaras 博士說。“這迫使我們作為一個領(lǐng)域，重新考慮疾病何時真正開始，以及我們應(yīng)該如何考慮開發(fā)下一代精神分裂癥療法。”

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