《Nature Neuroscience》改變大腦基因體學 創檢測腦部疾病基因平台

2020/03/13
《Nature Neuroscience》改變大腦基因體學 創檢測腦部疾病基因平台
近(10)日,(UNC)醫學院的科學家宣布,開發出一種稱為H-MAGMA的新計算工具,可以將非編碼基因變異與精神疾病和神經退化性疾病相關的基因聯繫起來,可用於研究9種腦部病變的遺傳基礎。

近(10)日,美國北卡羅來納大學教堂山分校(UNC)醫學院的科學家宣布,開發出一種稱為H-MAGMA的新計算工具,可以將非編碼基因變異與精神疾病和神經退化性疾病相關的基因聯繫起來,可用於研究9種腦部病變(brain-disorder )的遺傳基礎,包括鑑定與每種疾病相關的新基因。該研究成果刊登於《Nature Neuroscience》。

研究表示,精神疾病的基因表現通常在早期,突顯出早期階段對該病的發展至關重要,而神經退化性疾病的基因表現則在晚年發生,並將這些相關的基因與特定的腦細胞類型相關聯。

第一作者Hyejung Won表示,通過H-MAGMA,能夠將非編碼基因變異連結其標靶基因,這是之前科學家無法實現的。另外,也發現了腦部病變遺傳學的重要生物學,這些分子機制(molecular mechanisms)可以作為潛在的治療標靶。

Won指出,非編碼區域的基因變異不會編碼產生蛋白質,但可以與基因相互作用並調節基因表現,且其佔GWAS的大部分。因此研究人員試圖利用大腦中染色質相互作用(chromatin interaction)圖譜,將非編碼基因變異與其相互作用的基因聯繫起來。

研究人員利用圖譜識別了9種腦部病變的基因和生物學原理,這些疾病包括精神分裂症(schizophrenia)、自閉症(autism)、抑鬱症和躁鬱症(bipolar disorder)等精神疾病,以及阿茲海默症、帕金森氏症、肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS)和多發性硬化症(MS)等神經退化性疾病。

結果顯示,使用H-MAGMA計算工具,能夠將非編碼基因變異與先前全基因組關聯分析(GWAS)發現中相互作用基因聯繫起來。

同時發現,與精神疾病相關的基因在麩胺酸神經系統(glutamatergic)中的表現量高,而神經退化性疾病的基因是在神經膠質細胞(glia)中的表現量高。這進一步證明了可以透過基因表現的差異,將這兩個疾病群分類。

Won表示,通過生物學分類的過程,發現新的腦細胞的產生、轉錄調控(transcriptional regulation)和免疫反應對許多腦部疾病相當重要。同時,也繪製了一系列與精神疾病有關的基因圖譜,描述了精神疾病常見的生物學原理。

在基因圖譜中,研究人員再次確定了大腦的早期發育過程至關重要,而上層神經元是基本的細胞類型。Won表示,這次研究揭示了一個基因如何影響兩種或多種精神疾病的分子機制。

目前H-MAGMA是公開可用的,可以廣泛應用於遺傳學和神經科學界,以幫助擴大研究範圍,其最終目標是幫助患有腦部疾病的人。

參考來源:https://www.labmanager.com/news/scientists-create-tool-to-detect-genes-associated-with-psychiatric-brain-diseases-21965