Bộ điều chỉnh gen mạnh mẽ ít được biểu hiện ở bệnh nhân tâm thần phân liệt

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng microRNA - các phân tử nhỏ hỗ trợ biểu hiện gen - được biểu hiện rất ít trong não của những bệnh nhân mắc chứng tâm thần phân liệt. Một trong những phân tử này, được gọi là miR-9, được phát hiện là nhân tố chính gây ra nguy cơ mắc bệnh. Phân tử đặc biệt này kiểm soát hoạt động của hàng trăm gen.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng miR-9 biểu hiện thấp hơn đáng kể trong các tế bào của bốn bệnh nhân tâm thần phân liệt, so với sáu người tham gia đối chứng. Các phát hiện cũng được nhân rộng trong một mẫu lớn hơn gồm mười bệnh nhân tâm thần phân liệt khởi phát thời thơ ấu và mười đối chứng.

“Tâm thần phân liệt là một rối loạn rất phức tạp được cho là có ảnh hưởng mạnh mẽ về mặt di truyền - có lẽ có hơn 1.000 gen góp phần vào sự phát triển của nó, một số hoặc nhiều trong số đó sẽ ảnh hưởng đến từng bệnh nhân,” đồng tác giả chính Kristen Brennand, Ph.D. ., Trợ lý Giáo sư Tâm thần học, Trường Y Icahn ở Mount Sinai.

“Chúng ta càng có thể điền tốt hơn vào các mảnh ghép của câu đố rất khó này, chúng ta càng có thể suy nghĩ nhiều hơn về cách điều trị, và tốt hơn là phòng ngừa”.

Các gen được kiểm soát bởi miR-9 dường như đóng một vai trò trong sự phát triển của bào thai của các tế bào thần kinh cũng như quyết định nơi các tế bào thần kinh này cuối cùng sẽ định cư trong não. Các nhà nghiên cứu đề xuất nếu những gen này không hoạt động như bình thường, não bộ sẽ có khả năng bị sai lệch.

Nghiên cứu gần đây cũng cho thấy rằng nhiều gen được tìm thấy có liên quan đến bệnh tâm thần phân liệt có xu hướng là các gen được biểu hiện trong quá trình phát triển của bào thai - mặc dù tâm thần phân liệt thường trở thành triệu chứng ở tuổi trưởng thành.

Brennand cho biết: “Ý tưởng rằng những đứa trẻ sinh ra với bệnh tâm thần phân liệt nên giảm bớt áp lực của cha mẹ. "Đây là một căn bệnh di truyền có trong các gia đình và không có lỗi của ai khi ai đó được sinh ra với nguy cơ di truyền này."

Sự tiến bộ chậm chạp trong việc giải mã bệnh tâm thần phân liệt xuất phát từ việc thiếu mô não sống để nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã đi tiên phong trong một cách tiếp cận mới kết hợp chuyên môn trong sinh học tế bào gốc, sinh học thần kinh, gen và hệ thống sinh học. Họ lấy mẫu da của bệnh nhân, lập trình lại chúng thành các tế bào gốc đa năng cảm ứng, và sau đó biệt hóa các tế bào này thành các loại phụ chính xác của tế bào thần kinh người.

Brennand nói: “Điều này cho phép chúng tôi bắt đầu hỏi làm thế nào và tại sao các tế bào thần kinh có nguồn gốc từ bệnh nhân tâm thần phân liệt khác với tế bào thần kinh có nguồn gốc từ những người không bị ảnh hưởng bởi chứng rối loạn này.

“Mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi không chỉ là hiểu cơ chế di truyền góp phần gây ra bệnh tâm thần phân liệt, mà cuối cùng là phát triển một nền tảng sàng lọc mà chúng tôi có thể sử dụng để xác định liệu pháp mới để điều trị chứng rối loạn suy nhược này.”

Các nhà nghiên cứu đã gặp phải một số thách thức duy nhất khi bắt đầu dự án đó là “miR-9 không phải là miRNA duy nhất được biểu hiện khác biệt trong tế bào của bệnh nhân tâm thần phân liệt so với những người tham gia đối chứng”, đồng tác giả chính Gang Fang, một Trợ lý. Giáo sư tại Khoa Di truyền và Khoa học Bộ gen.

“Trên thực tế, hàng chục miRNA đạt ý nghĩa thống kê và chúng tôi muốn xác định một số lượng nhỏ hơn những người chơi chính. Chúng tôi đã sử dụng phương pháp tiếp cận sinh học hệ thống, trong đó chúng tôi tích hợp biểu hiện miRNA, biểu hiện gen, mạng lưới điều chỉnh gen toàn cầu và dữ liệu protein. "

Fang cho biết: “Cách tiếp cận này đã tìm thấy bằng chứng cho thấy miR-9 có sự thay đổi đáng kể nhất của hoạt động điều tiết bên cạnh sự thay đổi biểu hiện của chính nó. “Chúng tôi hy vọng cách tiếp cận chung này cũng sẽ giúp phát hiện ra các chất điều hòa di truyền bổ sung của bệnh tâm thần phân liệt và các bệnh khác.”

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng phát hiện mới của họ xác nhận kết quả của một nghiên cứu trước đó được công bố ngày 9 tháng 3 trong Khoa tâm thần JAMA, trong đó một màn hình di truyền, được lấy từ máu của 35.000 bệnh nhân tâm thần phân liệt, đã tìm thấy biểu hiện thấp hoặc đột biến trong hàng trăm gen mà miR-9 kiểm soát.

Nghiên cứu mới được công bố trực tuyến trên tạp chí Báo cáo di động.

Nguồn: Bệnh viện Mount Sinai