筑波大学于10月10日宣布,该校精密医学开发研究中心的向井淳教授等人和美国哥伦比亚大学的joseph gogos教授组成的研究小组发现了由染色体控制异常引起的精神分裂症新机制。目前此项研究成果已经被发表在了科学杂志《Neuron》上。
精神分裂症
精神分裂症被定义为包含阳性症状(妄想、幻觉和无序思考)、阴性症状(社交恐惧和精神萎靡)以及认知功能障碍(记忆力、注意力、信息处理能力等功能低下)的严重精神疾病。现有的抗精神药物仅针对阳性症状有效,由于阴性症状和认知功能障碍对于长期治疗有耐药性,患者因此无法回归正常的社会生活,且由于缺乏统一的病理生理机制和复杂的遗传结构,开发用于认知功能障碍的药物仍然很困难。
最新研究
早在2014年,研究小组就发现了组蛋白甲基化酶SETD1A的功能丧失突变,这种突变具有发展为精神分裂症的高风险。在此次研究中,研究小组制备了一只敲除(KO)SETD1A的小鼠,并发现它患上了工作记忆障碍,这是精神分裂症患者常见的认知障碍之一。
工作记忆是一种基本的用脑过程,用于动态保存和调出信息,比如说短时间内大脑中浮现出新的号码然后打电话这种过程。当发生工作记忆障碍时,对推论、认识、决策等都会产生严重影响,并干扰日常生活。
研究小组探索了对工作记忆障碍有治疗效果的化合物之后,发现目前作为白血病治疗药物的抗癌剂ORY-1001可以使KO小鼠完全恢复工作记忆障碍,实验结果显示,在WT(正常)小鼠中,SETD1A受到刺激使组蛋白3的赖氨酸4残基甲基化,并且启动子和增强子通过转录因子形成复合物,使得小鼠想起了之前放奶酪的位置。
相反,在杂合小鼠中(SETD1A+/-:基因拷贝数减半),SETD1A的表达水平减半,因此脱甲基酶LSD1的酶活性相对较强,而甲基为赖氨酸4清除残留物。启动子和增强子没有运作,转录也没有激活。神经元的轴突分支很少,小鼠无法想起奶酪先前的位置。但是,当向该小鼠施用ORY-1001时,LSD1酶被灭活,SETD1A的酶活性相对增强,并且转录被激活。轴突分支的数量也恢复了正常,小鼠最终记起了先前奶酪的位置。目前,研究小组正在进一步研究它是否可用于治疗人类精神分裂症患者。
ORY-1001分子式
该研究小组还表明,利用下一代测序技术将SETD1A和基因组的未翻译领域结合,通过组蛋白修饰和染色质重排来控制特定的基因表达,发现SETD1A和未翻译领域结合是很多精神分裂风险基因的共同特征,虽然患有SETD1A功能丧失变异的人仅占精神分裂症患者的0.1%以下,但是许多精神分裂症患者具有相似的风险基因表达异常,SETD1A的固有疗法可能对精神分裂症全体会有广泛的治疗效果。