焦虑症(ADs)影响着全球超过2.8亿人,使其成为最常见的精神健康状况之一。从家族遗传来看,AD具有遗传基础,患有一种AD亚型的人往往患有另一种AD亚型,这表明AD具有共同的遗传基础。尽管与ad相关的大脑回路已被确定,但其与基因表达的联系仍不清楚。日本京都大学的两名研究人员着手揭示这种联系,并发现了大脑中表达的两个基因簇。
在之前的研究中,靶向基因测序和全基因组关联研究(GWAS)已经揭示了AD患者或焦虑相关人格特征中经常发生的突变。这些突变已被定位为人类基因组中的特定基因。同时,功能核磁共振成像(fMRI)和PET扫描等神经成像技术表明,特定神经回路的活动可以预测恒河猴的焦虑气质,对这些猴子进行微刺激技术可以证明哪些神经回路与AD症状有关。
京都大学的研究人员,Karunakaran女士和Amemori博士,调查了ad相关基因是否在通过成像和微刺激技术识别的相同神经回路中表达。具体来说,他们通过分析艾伦大脑图谱中200多个正常人脑区域中与四种AD亚型(广泛性焦虑障碍、社交焦虑障碍、强迫症和恐慌障碍)相关的200多个基因的时空转录组数据,研究了AD相关基因表达的区域是否可以揭示AD的神经回路。
通过统计测试,研究人员发现ad相关基因在大脑核、中脑和边缘系统中高度表达。对这些区域的进一步分析显示,两个AD基因簇具有不同的空间表达谱:一个在边缘系统和一组特定的脑核中高表达,另一个在中脑和另一组不同的脑核中高表达;先前的生理学研究表明,这些大脑结构参与调节阿尔茨海默病的行为。进一步的分析表明,这两组确实与不同的行为有关。这两个集群还显示出不同的亚型特异性基因富集模式,在每个集群和特定AD亚型之间建立了明确的联系。
一个簇参与谷氨酸受体信号传导,而另一个簇与血清素和多巴胺能信号传导有关,进一步支持了ad神经生理学的二分法。此外,这两个簇与不同的区域特异性基因网络和细胞类型有关。
最后,研究人员检查了发育转录组数据,以追踪大脑发育过程中AD基因的表达模式,发现这两个空间集群在特定的发育阶段具有截然不同的负相关身份。一个簇在婴儿期晚期和成年期高度表达,而另一个在产前晚期和幼儿期表达。因此,AD相关基因的突变可能会破坏其正常的表达时间,潜在地影响信号通路和神经回路的发育,从而产生AD相关症状。
在这项研究中,科学家们发现了两个与阿尔茨海默病相关的基因簇,它们在人脑中具有不同的空间和时间表达模式和功能谱。对这些基因簇的进一步研究可能会为阿尔茨海默病的潜在病因提供新的见解。