研究表明精神疾病风险基因如何影响大脑发育

Per教授Uhlén领导的这项研究提出了风险基因CACNA1C如何影响大脑功能和精神疾病风险的模型和机制。

在卡罗林斯卡学院，医学生物化学和生物物理系，Per Uhlén教授和同事们研究了钙(Ca^{2 +})通道基因，CACNA1C大脑发展。先前的大型基因研究表明，CACNA1C与双相情感障碍和精神分裂症有关，但其原因仍未解决。正常情况下，CACNA1C将电活动转化为胞内信号，包括胞质钙的瞬时或振荡变化^{2 +}浓度，调节细胞中的关键生物过程。

自发活动

Uhlén实验室之前已经表明，未成熟的神经元表现出自发的电和Ca^{2 +}建立复杂网络回路的活动，这在发育中的大脑过程中是必不可少的，包括细胞分裂和细胞分化。

“我们发现CACNA1C可能在这一活动中发挥重要作用。使用一个数学模型，我们可以模拟两者电活动和Ca^{2 +}的活动手机网络并研究微调某些参数时对网络的影响，”Uhlén教授说。

他们发现CACNA1C作为一个分子开关，可以刺激广泛的网络活动。这些模拟也可以通过电生理实验得到证实，在电生理实验中，施加1 pA的小电流，只对应一个离子通道，是触发自发网络活动的临界点。

大脑解剖结构改变

研究人员还测试了敲除小鼠前脑中的CACNA1C的效果，这导致未发育神经元的自发活动减少，并改变了特定大脑区域的大小。此外，他们发现，当CACNA1C被敲除时，小鼠表现出焦虑增加的迹象。

“我们的研究结果提供了有关大脑发育机制的重要功能和分子信息。我们希望这些发现将为与CACNA1C相关的精神疾病患者的新疗法的开发提供信息，”Uhlén教授说。

总之，风险基因CACNA1C如何影响细胞信号的模型和机制，大脑发育，以及精神疾病的风险在研究中得到了证明。