統合失調症と老化には共通の生物学的基盤がある可能性がある

で発表された研究では、 自然、研究チームは、191 人の死後の脳組織から採取した 100 万個以上の個々の細胞における遺伝子発現をどのように分析したかについて説明しています。 研究者らは、統合失調症患者と統合失調症ではない高齢者では、アストロサイトとニューロンと呼ばれる2種類の脳細胞が、健康な人や若年者と比較して、シナプスと呼ばれるニューロン間の接合をサポートする遺伝子の発現が減少していることを発見した。 彼らはまた、この 2 つの細胞型における遺伝子発現の変化が厳密に同期していることも発見しました。ニューロンがシナプスに関連する特定の遺伝子の発現を低下させると、アストロサイトも同様に、シナプスをサポートする別個の遺伝子セットの発現を変化させました。

研究チームは、この調整された一連の変更をシナプスニューロンおよびアストロサイトプログラム（SNAP）と呼びました。 健康な若者であっても、ニューロンと星状膠細胞では、SNAP 遺伝子の発現が常に協調して増加または減少しています。

「科学は、各細胞型がどのような遺伝子を独自に発現するかに焦点を当てることが多い」と、この研究の共上級著者でブロード研究所の研究員でもあるスティーブ・マッキャロル氏は言う。 「しかし、多くの人々の脳組織とそれらのデータの機械学習分析は、より大きなシステムを認識するのに役立ちました。これらの細胞タイプは独立した実体として機能しているのではなく、非常に緊密に連携しています。それらの関係の強さには息を呑みました。」 」

統合失調症は幻覚や妄想を引き起こすことでよく知られていますが、これらは少なくとも部分的には薬で治療できます。 しかし、それはまた、衰弱性の認知機能低下を引き起こすが、これには有効な治療法はなく、加齢にもよく見られる。 新しい発見は、両方の状態における認知の変化には、脳内の同様の細胞および分子の変化が関与している可能性があることを示唆しています。

「統合失調症や老化におけるアストロサイトとニューロン間の連携を検出するには、非常に多くの人から採取した組織サンプルを研究する必要がありました」と、この研究の共同上級著者でハーバード大学医学部准教授のサビナ・ベレッタ氏は述べた。精神疾患分野の研究者。 「脳障害に苦しむ人々を助けるために自分の脳を研究に提供することを選択し、この研究を捧げたいすべてのドナーに感謝の意を表します。」

マキャロル氏は、ブロード大学スタンレー精神医学研究センターのゲノム神経生物学部長であり、ハーバード大学医学部の教授でもあります。 ベレッタ氏は、研究に組織を提供したハーバード大学脳組織リソースセンター (HBTRC) の所長も務めています。 マッカロル氏の研究室の博士研究員であるエミ・リン氏は、この研究の筆頭著者である。

スナップインサイト

脳が機能する主な理由は、ニューロンがシナプスで他のニューロンと接続し、そこで信号を互いに受け渡すことです。 脳は常に新しいシナプスを形成し、古いシナプスを剪定します。 科学者たちは、新しいシナプスが私たちの脳の柔軟性を保つのに役立つと考えており、マッキャロルの研究室や国際コンソーシアムの科学者らによるこれまでの取り組みを含む研究では、統合失調症に関連する多くの遺伝的要因には、シナプスの機能に寄与する遺伝子が関与していることが示されている。

新しい研究で、McCarroll、Berrettaらは、個々の細胞における遺伝子発現を測定する単核RNA配列決定を使用して、脳が個人によって自然にどのように異なるかをよりよく理解した。 彼らは、統合失調症患者94名と統合失調症患者97名から採取した120万個の細胞を分析した。

彼らは、ニューロンがシナプスの一部をコードする遺伝子の発現を促進すると、アストロサイトがシナプス機能に関与する一連の異なる遺伝子の発現を増加させることを発見した。 SNAP プログラムを構成するこれらの遺伝子には、以前に同定された統合失調症の危険因子が多数含まれていました。 研究チームの分析は、ニューロンとアストロサイトの両方がこの症状に対する遺伝的脆弱性を形成していることを示した。

「科学では、ニューロンとシナプスが統合失調症のリスクに重要であることは長い間知られていましたが、質問を別の方法で構成すること、つまり各細胞タイプが動的に制御する遺伝子を尋ねることにより、アストロサイトも関与している可能性が高いことがわかりました」とリン氏は述べた。

驚いたことに、研究者らはまた、統合失調症ではない人々の間でもSNAPが大きく異なることも発見し、SNAPが健康な人間の認知の違いに関与している可能性があることを示唆した。 この変動の多くは年齢によって説明されます。 SNAPは、統合失調症の人とそうでない人の両方を含む、すべてではありませんが、多くの高齢者で大幅に低下しました。

SNAPの理解が深まれば、統合失調症の認知障害を治療したり、統合失調症の認知機能の柔軟性を維持する方法として、SNAPにプラスの影響を与える生活要因を特定したり、SNAPを刺激する薬を開発したりできるかもしれないとマッキャロル氏は述べている。年。

その間、マッキャロル氏、ベレッタ氏、および彼らのチームは、これらの変化が双極性障害やうつ病などの他の症状にも存在するかどうかを理解するために取り組んでいます。 彼らはまた、SNAPが他の脳領域にどの程度現れるのか、SNAPが学習や認知の柔軟性にどのような影響を与えるのかを解明することを目指している。

資金提供:

この研究は、スタンレー家族財団、可塑性と脳の老化に関するサイモンズ共同研究、国立精神衛生研究所および国立衛生研究所の国立ヒトゲノム研究所の支援を受けました。