心理所发现与精神分裂症相关的生物通路

2011-9-28 11:34 来源: 中国科学院
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  全基因组关联学习(Genome-Wide Association Study, GWAS)已被广泛应用于包含精神类疾病在内的多种复杂疾病的易感位点挖掘与研究。然而,由于常规的GWAS分析方法通常只关注单个SNP(single nucleotide polymorphism)的统计显著性,而忽略了多个遗传因子之间的相互作用,使得GWAS的结果难以对复杂疾病的遗传机理进行解释。基于通路的分析方法(pathway-based analysis,PBA)以参与相同代谢通路的一组基因为对象,能够检测多个微效基因的叠加作用,鉴别与性状相关联的代谢通路,进而对GWAS的结果进行机理层面的解释。

  目前,已发表的与精神分裂症相关的GWAS研究已有十余篇,发现的统计显著性信号主要集中在MHC区域。为了进一步探索精神分裂症的关联通路及发病机理,心理健康重点实验室王晶研究员和张昆林助研等研究者利用自主开发的基于通路的GWAS数据分析平台——i-GSEA,对三组精神分裂症的GWAS数据进行了系统分析,并发现了与精神分裂症相关的生物通路,为后续的研究提供基础。

  本研究中的分析结果都显示,名为“底物特异性通道活性”(substrate specific channel activity,GO:0022838)的通路与精神分裂症有着显著的相关性。该通路代表由特异性底物通过跨膜水孔或通道所介导的无耗能易化扩散的催化作用。这条通路由三条子通路组成,分别是离子通道活性、尿素通道活性和水通道活性。其中,离子通道活性对潜在的基础神经元功能具有重要的作用。因此,这一活性的异常可能是精神分裂症的潜在成因。此外,为研究精神分裂症与其它精神疾病在致病机理上的共通之处,研究人员又对两组双相情感障碍(bipolar disorder)的GWAS数据进行了同样的分析。结果显示,代表离子通道的通路在两种疾病中都变现出强关联性。此外,基于其它PBA分析方法得到的与双相情感障碍关联的通路中,也普遍包含了离子通道相关的通路。这表示离子通道在多种精神疾病的发生中都起着重要的作用。这为后续的机理及相关药物靶点的研究提供了一定的理论支持。

  该项研究得到了中科院知识创新工程项目(KSCX2-EW-J-8)和中科院心理研究所青年科学基金(O9CX115011)的资助。研究成果已于近期发表在Chinese Science Bulletin 上。

  论文信息:Zhang, K., Zhang, L., Zhang, W. and Wang, J. (2011) Pathway-based analysis for genome-wide association studies of schizophrenia to provide new insight in schizophrenia study. Chinese Science Bulletin. doi: 10.1007/s11434-011-4742-2.