衰老和精神分裂癥在兩種類型的腦細胞中有著驚人的相似之處

兩種不同類型的腦細胞中相似的遺傳變化可能導致認知障礙精神分裂癥和老化。

美國研究人員檢查了從191名捐贈者那里收集的超過100萬個腦細胞的基因表達。精神分裂癥患者和老年人被發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)元和支持細胞中特定基因的表達相對減少，稱為星形膠質(zhì)細胞.

“科學通常關注每種細胞類型自己表達的基因，”解釋史蒂夫·麥卡羅爾（Steve McCarroll），麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所的基因組神經(jīng)生物學家。

“這些細胞類型不是獨立的實體，而是具有非常密切的協(xié)調(diào)性。這些關系的力量讓我們嘆為觀止。

科學家們將這些同步變化命名為突觸神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞計劃（SNAP）?，F(xiàn)在我們知道 SNAP 的存在，我們也許能夠開發(fā)出保護認知能力和治療衰老和精神分裂癥衰退的方法。

“我們的研究結(jié)果表明，精神分裂癥和衰老之間的這些關系源于共同的細胞和分子變化，”作者說寫.

為了仔細觀察我們的大腦是如何自然變化的，麥卡羅爾及其同事使用單核RNA測序并訓練了一個人工智能用于檢查單個細胞中基因活性的模型。

“為了檢測精神分裂癥和衰老中星形膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元之間的協(xié)調(diào)，我們需要研究來自大量個體的組織樣本，”說來自布羅德研究所的神經(jīng)科學家薩賓娜·貝雷塔（Sabina Berretta）與麥卡羅爾（McCarroll）共同擔任資深作者。

他們觀察了來自前額葉皮層94 名精神分裂癥患者和 97 名年齡在 22 至 97 歲之間沒有這種疾病的人。這個大腦區(qū)域在各種復雜的認知過程和執(zhí)行功能中發(fā)揮作用。

他們發(fā)現(xiàn)，當神經(jīng)元出現(xiàn)與突觸相關的基因的活性時，星形膠質(zhì)細胞加入并開始激活特定SNAP基因組的表達。當基因表達減少時，這種活動也得到了協(xié)調(diào)。

過去，研究發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞控制負責制造膽固醇的基因，這對突觸構(gòu)建至關重要.減少膽固醇的產(chǎn)生已經(jīng)看到在腦部疾病的小鼠模型涉及認知能力下降和大腦結(jié)構(gòu)變化。

“科學早就知道神經(jīng)元和突觸在精神分裂癥的風險中很重要，”解釋第一作者Emi Ling，布羅德研究所的神經(jīng)元生物學家。

“但是通過以不同的方式提出問題 - 詢問每種細胞類型動態(tài)調(diào)節(jié)哪些基因 - 我們發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞也可能參與其中。

他們發(fā)現(xiàn)，SNAP在健康的年輕人中也有所不同，表達增加或減少，但它總是在天體和神經(jīng)元之間協(xié)調(diào)。在許多老年人中，包括患有和不患有精神分裂癥的老年人，SNAP 顯著降低。

大腦清除舊的突觸并形成新的突觸，這被認為使我們的大腦更具適應性，并且研究已鏈接精神分裂癥對影響突觸功能的基因有風險。

眾所周知，精神分裂癥的遺傳風險鏈接到認知能力下降在老年人中，患有精神分裂癥提高一個人的機會在以后的生活中發(fā)展癡呆。

然而，像許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病一樣，精神分裂癥的根本原因很復雜且尚不清楚倍數(shù)遺傳,環(huán)境的和生物因素似乎參與其中。

長期癥狀，如幻覺和認知問題，經(jīng)常出現(xiàn)在成年早期。目前的藥物主要治療幻覺，因此我們需要治療衰弱性疾病的其他癥狀。

希望找到促進SNAP的因子或療法可以緩解精神分裂癥患者的認知癥狀，并幫助普通人群在老年時保持認知功能。

研究人員正在研究雙相情感障礙、抑郁癥，其他情況也有類似的變化，并計劃在更多的大腦區(qū)域研究SNAP。

該研究已發(fā)表在自然界.

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