來源: 我是科學家iScientist
一項2022年3月7日的報道顯示，來自美國馬里蘭州巴爾的摩市（Baltimore， Md。）內(nèi)開展了一項有史以來最大規(guī)模的人腦樣本綜合研究。來自利伯腦發(fā)育研究所（the Lieber Institute for Brain Development）的科學家與約翰·霍普金斯大學醫(yī)學院（Johns Hopkins School of Medicine）和彭博公共衛(wèi)生學院（and Bloomberg School of Public Health）的研究人員通力合作，在數(shù)百名患有雙向情感障礙癥（也稱為躁郁癥，bipolar disorder，簡稱BD）的患者大腦中精確識別出了兩個特定區(qū)域內(nèi)具有的顯著基因表達異常。
這項近期發(fā)表在《自然神經(jīng)科學》（Nature Neurosicence）的新發(fā)現(xiàn)表明研究人員首次能夠?qū)⒒蜓芯款I(lǐng)域內(nèi)的規(guī)則和方法應(yīng)用于數(shù)百名患有躁郁癥的患者的大腦樣本中。躁郁癥是一種慢性精神衰弱綜合癥，幾乎無法治愈。研究結(jié)果表明，躁郁癥可能源于腦細胞的化學和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而這些變化影響了神經(jīng)細胞彼此之間的交流。
“這是首例對躁郁癥死亡患者展開深入大腦分子生物學的研究——研究對象是真正的基因，而不是尿液、血液或皮膚樣本。”該論文的合著者、利伯研究所的托馬斯 · 海德（Thomas Hyde）博士說：“如果我們能夠找出躁郁癥背后的致病機制，如果我們能夠找出大腦中的問題所在，我們就能針對這一長期存在的疑難疾病開發(fā)新的靶向治療方法。”
躁郁癥是一種嚴重的精神疾病，患者表現(xiàn)出極端的情緒波動，也就是狂躁與抑郁情緒交替發(fā)作?；颊甙l(fā)病時通常為二三十歲，該病癥將伴隨其一生。躁郁癥影響了大約2.8%的美國成年人口，約有700萬人。罹患這種疾病的人通常意味著需要付出慘痛的代價：患者和普通人相比自殺率更高，生活質(zhì)量更差，生產(chǎn)力也更低。
躁郁癥是一種嚴重的精神疾病 | 圖蟲創(chuàng)意
一些調(diào)查估算表明，美國每年花在躁郁癥疾病治療上的費用為2191億美元，即每人每年88443美元。治療通常包括心理治療和藥物治療，有時還包括電休克治療。雖然藥物可以用來治療躁郁癥，但是許多患者發(fā)現(xiàn)它們也有令人討厭的副作用。況且對于一些患者來說，藥物治療根本不起作用。為了開發(fā)出更有效治療這種疾病的方法，有必要了解其背后的生物學原理。
大腦是一個復雜的器官，有許多不同的解剖和功能區(qū)和不同的基因表達模式?？茖W家們將研究范圍縮小到邊緣系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵區(qū)域。這兩個區(qū)域分別是杏仁核（amygdala）和亞屬前扣帶皮層（the subgenual anterior cingulate cortex， sACC），二者在調(diào)節(jié)行為、情緒和記憶方面起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)有證據(jù)表明這是情緒調(diào)節(jié)和躁郁癥的病理生理學基礎(chǔ)。
在利用先進的實驗室技術(shù)開展躁郁癥研究過程中，研究人員對來自295個捐贈者的511個大腦樣本進行了信使 RNA （messenger RNA，信使 RNA 是基因開啟和表達的指針）水平測量。這是有史以來最大的一組患者vs正常人對照組大腦樣本庫。
大量樣本組織使研究人員能夠觀察到相比于以往研究中更顯著的基因表達異常。事實上，他們觀察到 sACC 比杏仁核中異常表達的基因高出幾乎8倍，這表明 sACC 可能在情緒調(diào)節(jié)和躁郁癥方面起著至關(guān)重要的作用。
研究人員比較了正常人和患有躁郁癥的個體之間的基因，發(fā)現(xiàn)了兩組基因異常： 一組包含與突觸有關(guān)的基因，另一組則與免疫和炎癥功能有關(guān)。突觸是神經(jīng)細胞之間相互溝通的部位，而免疫和炎癥基因也參與了大腦突觸的功能。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明躁郁癥是由突觸的化學和結(jié)構(gòu)改變引起的，這種改變損害了腦細胞之間的交流，并表現(xiàn)為在抑郁和躁狂之間發(fā)生強烈的情緒波動。
躁郁癥表現(xiàn)為在抑郁和躁狂之間發(fā)生強烈的情緒波動 | giphy
這篇論文的作者強調(diào)了通過開展基礎(chǔ)研究來推動醫(yī)學發(fā)展從而解決躁郁癥這種疑難病癥的重要性。
“這是一張路線圖，而不是一張藏寶圖?！?醫(yī)學博士丹尼爾· 溫伯格（Daniel r。 Weinberger）說道，他是利伯研究所的首席執(zhí)行官兼主任，也是這項研究的合著者。“在我們挖掘新發(fā)現(xiàn)和開發(fā)新療法的過程中，我們對向哪里尋找有了更好的理解?！?/p>
海德博士補充說：“現(xiàn)在終于有了一項能夠利用現(xiàn)代技術(shù)和當代對遺傳學的理解來揭示大腦運作情況的研究。我們知道，躁郁癥往往在家族中流行，并且有強有力的證據(jù)表明，存在遺傳性的基因異常，這會使個體面臨患上躁郁癥的風險。與鐮刀型紅血球疾病之類的疾病不同，躁郁癥不是由單一的基因異常引起的。相反，大多數(shù)患者都遺傳了包含多個基因在內(nèi)的變異?！?/p>
海德博士指出，國立衛(wèi)生研究院（the National Institutes of Health）精神病學遺傳學聯(lián)盟（Psychiatric Genetics Consortium）進行的一項主要臨床研究，涉及數(shù)以萬計的躁郁癥和正常對照組個體，已經(jīng)確定了31種增加患病風險的基因組變異。目前利伯研究所的研究繼續(xù)在數(shù)百個大腦的基因水平上取得進展。
海德博士說： “通過觀察躁郁癥患者大腦中的信使 RNA，我們能夠識別出幾個基因，它們產(chǎn)生的信使 RNA 數(shù)量發(fā)生了變化。通過識別這些個體基因，我們可以開始定義導致情緒極不穩(wěn)定的分子變化。在未來，這些發(fā)現(xiàn)有希望針對患有化學成份躁郁癥的個體的大腦中的異常細胞開展新的治療。”
溫伯格博士說：“雙向情感障礙，也被稱為躁郁癥，是一種具有高度破壞性以及會自相矛盾的疾病。它可以讓人們變得亢奮強干，這樣他們就可以領(lǐng)導國家和公司，但躁郁癥也可能把患者推入功能失調(diào)和抑郁癥的絞肉機?；加性暧舭Y的病人可能每晚只睡兩個小時，以充沛的精力拯救世界，然后變得極具自我毀滅性。有的甚至會在一周內(nèi)花光了家里的財富，隨著情況急劇惡化，他們失去了所有的朋友。躁郁癥還與其他精神疾病如精神分裂癥有著共同的基因聯(lián)系，并且與過度使用藥物和酒精有關(guān)。”
溫伯格博士補充說：“因為社會重視他們在躁狂時期的創(chuàng)造生產(chǎn)力，躁郁癥通常不被視為可怕的疾病。但這可能是一種悲劇?！?/p>
參考文獻
[1]https：//www.eurekalert.org/news-releases/945450
[2] https：//www.nature.com/articles/s41593-022-01024-6