我國(guó)科學(xué)家成功定位抑郁癥相關(guān)細(xì)胞 新方法揭示疾病機(jī)制!西湖大學(xué)未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心楊劍課題組利用一種新方法,繪制出將疾病與相關(guān)細(xì)胞分布關(guān)聯(lián)起來(lái)的“導(dǎo)航圖”,并成功定位了抑郁癥、精神分裂癥等復(fù)雜疾病的相關(guān)細(xì)胞及其空間分布。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》。
過(guò)去,全球科學(xué)家通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS),成功鑒定出大量與復(fù)雜疾病和人體特征相關(guān)的遺傳變異。但該技術(shù)無(wú)法解釋這些變異如何通過(guò)人體中哪些特定的細(xì)胞影響疾病的發(fā)生和發(fā)展。
每個(gè)細(xì)胞都對(duì)應(yīng)一組活躍表達(dá)的標(biāo)簽基因,這組基因反映了細(xì)胞的類(lèi)型、狀態(tài)、空間位置等信息。在研究過(guò)程中,課題組注意到近年來(lái)逐步成熟的新技術(shù)——空間轉(zhuǎn)錄組。GWAS將復(fù)雜疾病與特定基因關(guān)聯(lián)起來(lái),而空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)則將特定基因與細(xì)胞位置關(guān)聯(lián)起來(lái)。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新方法,將兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái),以基因?yàn)闃蛄?,將?fù)雜疾病與細(xì)胞位置對(duì)應(yīng)起來(lái)。基于公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的大腦空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)反復(fù)修改與調(diào)試,他們研發(fā)出一個(gè)創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)分析模型,并將其命名為“gsMap”。該模型能夠識(shí)別復(fù)雜疾病所對(duì)應(yīng)的細(xì)胞類(lèi)型,并能定位這些細(xì)胞在人體中的位置。
借助gsMap,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),不論是精神分裂癥還是抑郁癥,都與谷氨酸能神經(jīng)元有顯著關(guān)聯(lián),但在不同疾病時(shí),它們的分布位置不同。具體而言,與抑郁癥關(guān)聯(lián)的谷氨酸能神經(jīng)元集中分布在中腦和內(nèi)側(cè)前額葉皮層深部。這些神經(jīng)元表現(xiàn)出顯著的可塑性特征,在受到特定刺激后,神經(jīng)元突觸會(huì)表現(xiàn)出較為靈活的變化,既可以互相連接,也可以互相斷開(kāi)?;钴S在這個(gè)位置的基因與精神藥物靶向的基因重合度較高,是其他大腦皮層區(qū)域的16倍,突顯了該腦區(qū)在抑郁癥干預(yù)和靶向治療中的潛在作用。
與精神分裂癥關(guān)聯(lián)的谷氨酸能神經(jīng)元?jiǎng)t集中分布于大腦皮層和海馬區(qū)域,這些位置與智商相關(guān)的細(xì)胞位置非常接近,甚至存在重疊。