医学
精神分裂症与衰老在脑细胞类型上惊人相似
研究发现精神分裂症和衰老患者脑内两种细胞基因表达降低，为认知障碍提供新解释，或将帮助开发治疗方法。
两种不同类型脑细胞的相似基因改变可能导致精神分裂症和衰老的认知障碍。
美国研究人员检查了来自 191 名捐赠者的超过一百万个脑细胞的基因表达。结果发现，精神分裂症患者和老年人在神经元和星形胶质细胞两种细胞中都存在特定基因的表达比较低。
“科学通常关注每种细胞类型自身表达哪些基因，” 麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的基因组神经生物学家 Steve McCarroll 解释道。
“这些细胞类型不是独立运作的，而是具有非常紧密的协调性。它们的这种关系强度让我们感到惊讶。”
科学家们将这些同步变化命名为突触神经元和星形胶质细胞程序 (SNAP)，它们涉及称为突触的“沟通枢纽”。现在我们知道 SNAP 存在，我们或许能够开发方法来保护认知能力并治疗衰老和精神分裂症的认知能力下降。
“我们的研究结果表明，精神分裂症和衰老之间的这种关系源于共享的细胞和分子变化，” 作者写道。
为了仔细观察我们大脑的自然变化，McCarroll 和他的同事们使用了单核 RNA 测序并训练了一个人工智能模型来检查单个细胞中的基因活性。
“为了检测精神分裂症和衰老中星形胶质细胞和神经元之间的协调性，我们需要研究来自大量个体的组织样本，” 布罗德研究所的神经科学家 Sabina Berretta 说，她是该论文的共同资深作者。
他们观察了 94 名精神分裂症患者和 97 名无精神分裂症患者的额叶皮层细胞，年龄范围在 22 岁至 97 岁之间。该脑区在各种复杂认知过程和执行功能中发挥着作用。
他们发现，当神经元激活与突触相关的基因时，星形胶质细胞会参与并开始激活 SNAP 基因组的表达。当基因表达降低时，这种活性也会协调一致。
过去的研究发现，星形胶质细胞控制着负责制造胆固醇的基因，而胆固醇对于突触的构建至关重要。在涉及认知能力下降和大脑结构改变的大脑疾病小鼠模型中，观察到胆固醇生成减少。
“科学界早就知道神经元和突触在精神分裂症风险中很重要，” 布罗德研究所的神经生物学家、该论文的第一作者 Emi Ling 解释道。
“但通过以不同的方式构建问题——询问每种细胞类型动态调节哪些基因——我们发现星形胶质细胞也可能参与其中。”
他们发现，即使在健康的年轻人中，SNAP 也会发生变化，表现为表达增加或减少，但它始终在星形胶质细胞和神经元之间协调一致。在许多老年人中，包括患有和没有精神分裂症的老年人，SNAP 都明显降低。
大脑会清除旧的突触并形成新的突触，这被认为使我们的大脑更具适应性，而研究表明精神分裂症风险与突触功能相关的基因有关。
众所周知，精神分裂症的遗传风险与老年人的认知能力下降有关，而患有精神分裂症会增加一个人晚年患痴呆症的几率。
与许多神经系统疾病一样，精神分裂症的根本原因是复杂且不清楚的，但似乎涉及多种遗传、环境和生物因素。
幻觉和认知障碍等长期症状通常在成年早期出现。目前的药物主要治疗幻觉，因此我们还需要针对这种衰弱性疾病的其他症状进行治疗。
希望是找到可以增强 SNAP 的因素或疗法，以减轻精神分裂症患者的认知症状，并帮助普通人群在老年期维持认知功能。
研究人员正在研究双相情感障碍、抑郁症和其他疾病是否具有类似的变化，并计划在更多脑区研究 SNAP。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。