從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

巫盼 8年前 (2017-11-04)

很多時(shí)候我們以為是心理作用產(chǎn)生的強(qiáng)迫癥行為,其實(shí)和我們的基因突變有很大的關(guān)聯(lián)。

“每天早上出門前都在腦海里上演一遍如果門沒鎖,燃?xì)鉀]關(guān)的后果,然后離家后又返回確認(rèn)門是不是鎖好。”

“反復(fù)的洗手、保證特定物品以直線擺放、反復(fù)檢查是否在停車后鎖車、離開房間之前觸摸某個(gè)物品特定的次數(shù)、以特定的方式走路,比如只踩特定顏色的地磚或有規(guī)律地爬樓梯,比如總是以同一只腳結(jié)束上下樓的動(dòng)作。”

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

這些都是強(qiáng)迫癥的一種反應(yīng),很多時(shí)候我們以為是心理作用產(chǎn)生的強(qiáng)迫癥行為其實(shí)和我們的基因突變也有很大的關(guān)聯(lián)。

最近,英國(guó)《nature communication》雜志上的一篇遺傳學(xué)論文報(bào)告指出:

“科學(xué)家成功鑒別出與強(qiáng)迫癥(OCD)相關(guān)的人類基因變異,找到了受這些變異影響的基因及神經(jīng)通路。分離和表征這些基因,將幫助我們理解這種疾病背后的生物學(xué),進(jìn)而建立有效治療方案。”

從狗的強(qiáng)迫行為出發(fā)研究人類的強(qiáng)迫癥

強(qiáng)迫癥,其實(shí)屬于焦慮癥的一種,罹患強(qiáng)迫癥的人會(huì)陷入一種無意義、且令人沮喪的重復(fù)的想法與行為當(dāng)中。

下面一組圖,如果被強(qiáng)迫癥看到肯定會(huì)渾身難受,但是有這種心理癥狀的人并不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫癥行為,只是屬于有強(qiáng)迫思想的人,他們也無需進(jìn)行藥物治療。

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

然而,很多情況下,對(duì)于一些患有強(qiáng)迫癥的人,他們會(huì)陷入到由強(qiáng)迫想法引發(fā)的無意義、重復(fù)的行為中,最終引發(fā)抽搐、焦慮,甚至是自殺的行為。

據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界大約有8000萬人受到強(qiáng)迫癥的影響,但是目前在生物學(xué)上對(duì)其仍然知之甚少,所以美國(guó)哈佛——麻省理工博德研究所的研究團(tuán)隊(duì)決定從基因切入到強(qiáng)迫癥的研究。

在具體的實(shí)驗(yàn)中,他們采取了一種獨(dú)特的方法:在狗和老鼠身上去尋找和強(qiáng)迫癥相關(guān)的基因,同時(shí)也包括一些出現(xiàn)在人類自閉癥患者身上的基因。通過多組基因的研究來縮小識(shí)別范圍。

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

為什么會(huì)選擇狗和老鼠作為樣本研究對(duì)象呢?

Broad Institute的遺傳學(xué)家,該研究的主要作者Hyun Ji Noh表示,“有許多自然發(fā)生的狗病,特別是精神疾病,與人類疾病非常相似。”她認(rèn)為其他物種的研究為他們提供了更多關(guān)于大腦中可能導(dǎo)致強(qiáng)迫癥因素的信息。

在實(shí)驗(yàn)的過程中,他們還發(fā)現(xiàn)狗和人類一樣,也會(huì)出現(xiàn)一些強(qiáng)迫行為,比如一直追著咬自己的尾巴,或者追著自己的陰影跑。

最終,研究人員發(fā)現(xiàn)大約有608個(gè)基因可能與和強(qiáng)迫癥相關(guān)。

和強(qiáng)迫癥相關(guān)的四個(gè)基因

為了找出這608個(gè)基因中哪一個(gè)與強(qiáng)迫癥有關(guān),Noh對(duì)比研究了592位強(qiáng)迫癥患者和560名無強(qiáng)迫癥癥狀的患者,分析結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)只有四種基因在強(qiáng)迫癥患者中以突變形式反復(fù)出現(xiàn):NRXN1、HTR2A、CTTNBP2和REEP3。

這些基因在與強(qiáng)迫癥關(guān)聯(lián)的神經(jīng)通路中起作用,包括血清素和谷氨酸鹽信號(hào)傳遞及突觸聯(lián)系——它們很可能正是潛在的藥物作用靶點(diǎn)。

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

備注:所有四個(gè)候選基因在突觸中起作用,并通過先前在三種物種中的研究與OCD中涉及的蛋白質(zhì)相互作用。(人,狗和鼠標(biāo)分別標(biāo)有上標(biāo)h,d和m。 本研究中確定的基因以紅色顯示, 實(shí)線表示直接相互作用,虛線表示間接相互作用。)

具體而言,研究人員發(fā)現(xiàn)NRXN1的變體可能會(huì)改變其結(jié)合其他突觸蛋白的能力。其中,突觸蛋白將神經(jīng)元連接在一起,對(duì)于通過大腦傳遞信號(hào)至關(guān)重要。

另外,他們還還發(fā)現(xiàn)CTTNBP2和REEP3的變異實(shí)際上并沒有改變由這些基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì),而是影響基因調(diào)控(制造多少蛋白質(zhì))。這些“調(diào)控”變體破壞基因附近的轉(zhuǎn)錄因子(調(diào)節(jié)體內(nèi)基因表達(dá)的蛋白質(zhì))的結(jié)合。

Noh進(jìn)一步解釋了在這四個(gè)基因中,雖然OCD患者中出現(xiàn)了很多突變,但健康人群中卻沒有出現(xiàn)突變。

換句話說,這四個(gè)基因可能在強(qiáng)迫癥的生物學(xué)中起著關(guān)鍵的作用。不過,這四個(gè)基因中有一個(gè)發(fā)生突變也并不意味著你也會(huì)患上強(qiáng)迫癥。

為強(qiáng)迫癥的治療提供一些新的線索

據(jù)研究人員之一的遺傳學(xué)家Karlsson表示,“其實(shí)已經(jīng)有一些研究找到了和強(qiáng)迫癥相關(guān)的基因,但是他們從來沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的意義。”

目前,對(duì)于一些患有重度強(qiáng)迫癥的患者來說,通常有藥物治療和心理治療兩種方式,而這次新發(fā)現(xiàn)的生物基因可以為強(qiáng)迫癥的治療提供一些新的線索。

從有強(qiáng)迫行為的狗出發(fā),研究人員找到8000萬強(qiáng)迫癥患者的突變基因

Noh對(duì)外解釋了這次研究的幾個(gè)變革性意義:

(1)我們使用一種新的比較方法,使用來自狗,小鼠和人類的研究樣本,這種方法使我們能夠?qū)W⒂谧钣锌赡茉贠CD中最重要的608個(gè)基因,而不是測(cè)試人類基因組中所有的20,000個(gè)基因。

(2)由于我們關(guān)注的是608個(gè)基因,而不是整個(gè)基因組,所以我們不僅可以研究基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)域,而且還可以研究非編碼調(diào)控區(qū)域,其中預(yù)計(jì)會(huì)有許多與精神疾病相關(guān)的遺傳變異。

而測(cè)序全基因組是非常昂貴的,所以許多研究通過制造蛋白質(zhì)的部分基因組進(jìn)行測(cè)序來降低成本,并跳過了調(diào)控區(qū)域。而這次研究發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)基因CTTNBP2和REEP3包含了調(diào)控區(qū)域,而不僅僅是蛋白編碼區(qū)域。

(3)我們的研究提供了強(qiáng)迫癥神經(jīng)生物學(xué)的見解。我們確定了與強(qiáng)迫癥相關(guān)的四個(gè)基因,所有這些基因都與大腦突觸中的功能有關(guān),這表明突觸受損可能在OCD中起作用。

最后

Hyun Ji Noh表示,因?yàn)楝F(xiàn)在的研究還是比較少,所以目前只能發(fā)現(xiàn)4個(gè)相關(guān)基因,他們后續(xù)啟動(dòng)了一個(gè)名為“Darwin's Dogs”的公民科學(xué)計(jì)劃,這個(gè)計(jì)劃需要一些擁有強(qiáng)迫行為的狗報(bào)名,目前已經(jīng)有超過14000只狗報(bào)名。

同時(shí),Jim Crowley博士還成立了NORDiC聯(lián)盟,專注于對(duì)人類強(qiáng)迫癥行為進(jìn)行大規(guī)模研究,將此前從狗和人身上得出的分析結(jié)果結(jié)合起來,尋找更多涉及到強(qiáng)迫癥的基因。

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