通常情況下,研究與精神疾病相關的癥狀都是從研究精神病患者的大腦開始。威爾康奈爾醫學院(Weill Cornell Medicine)調查人員的一項新研究表明,在胚胎發育的第一個月里,腦細胞的多種變化可能會導致日后的精神分裂癥。
精神分裂癥的癥狀通常在成年后出現,但對該疾病患者大腦的尸檢研究發現,被稱為腦室的空腔擴大,皮質層的差異可能在生命早期時就已發生。
研究人員從精神分裂癥患者和沒有這種疾病的人身上收集干細胞,在實驗室中培育出3D“迷你大腦”或器官模型。通過比較兩組器官模型的發育情況,他們發現細胞中有兩個基因的表達減少會阻礙早期發育,并導致腦細胞短缺。
從21名人類干細胞捐贈者處收集干細胞,并培養類器官,然后研究者使用單細胞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。
研究人員表示,在所有精神分裂癥患者中發現了共同的病理特征,盡管每個患者都有不同的疾病表現。
精神分裂癥患者的樣本有兩個對大腦發育至關重要的基因表達減少,一個叫BRN2的基因表達調節器和一個叫pleiotrophin的細胞生長促進器。這導致了新的腦細胞生成減少,腦細胞死亡增加。
替換掉細胞中缺失的BRN2,可以恢復腦細胞的生產;添加pleiotrophin則減少了腦細胞死亡。如果更多的研究證實了這些結果,它可能有助于開發有針對性的療法,幫助糾正特定腦細胞類型中的這些遺傳差異。
研究人員表示,這項技術還有望用于研究晚期發病的神經精神或神經退行性疾病,如阿爾茨海默病或亨廷頓病。
題為Schizophrenia is defined by cell-specific neuropathology and multiple neurodevelopmental mechanisms in patient-derived cerebral organoids的相關研究論文發表在《分子精神病學》(Molecular Psychiatry)上。
前瞻經濟學人APP資訊組
論文原文:
https://www.nature.com/articles/s41380-021-01316-6