脑细胞连接的调查显示精神分裂症和双相情感障碍之间惊人的相似之处

虽然双相情感障碍和精神分裂症诊断为明显的精神疾病,都是相当与分子遗传根知之甚少。一些人患有疾病的症状和临床特征与其他一样,支持条件躺在一个光谱的概念。和人类遗传学的研究表明,大脑细胞之间的连接,称为突触,在两种情况下扮演着重要角色。

新的研究已经深看大脑细胞的作用突触在这两个条件,发现分子证据表明障碍可能不会像曾经认为不同。斯坦利精神病学研究中心的科学家广泛的麻省理工学院和哈佛大学与研究所的专家广泛的蛋白质组学平台测量成千上万的蛋白质出席在精神分裂症患者的大脑突触,那些患有双相情感障碍,这些影响疾病。

他们的分析揭示突触蛋白的变化非常相似的两个条件。在老鼠突变基因与两种情况下,科学家们发现,相关的生化途径也改变了。中描述的细胞的报道,工作启示了什么出错分子水平上在这种条件下,提出了进一步勘探的数据资源的共享的根源。

“很多证据指向突触的作用在这些条件下,“研究文章的第二作者Borislav Dejanovic,科学家在斯坦利中心现主管守夜神经科学。“精制实验方法和蛋白质组学的功能,我们很幸运能够检查此连接以前所未有的规模和决议。”

“我们的研究结果支持斯坦利中心的目标是更好地了解双相情感障碍和精神分裂症的潜在致病机制,”摩根说,文章的第二作者和广泛的核心机构成员,斯坦利中心主任,神经科学教授,麻省理工学院大脑与认知科学系的和一个附属Picower研究所学习和记忆。“下一个步骤是检查这些途径在正常大脑功能并探讨他们如何在精神疾病可能会出错。”

突触的惊喜

隔离和净化突触脑组织样品不是件容易的事,但这是球队必须做些什么来分析结构的proteins-its部位大规模的工作。他们在实验室进行了劳动密集型的协议,盛和Dejanovic帮助开发和完善过去许多年。

在最近的研究中,研究人员从后期纯化突触组织从大脑的这一区域称为背外侧前额叶皮层从35人被诊断患有精神分裂症,35双相情感障碍患者,35个人的影响。合作者的蛋白质组学平台分析了纯化突触通过质谱分析,测量成千上万的蛋白质和丰富蛋白质片段以公正的方式。

“我们能够做出这些发现,因为我们可以得到这样的深,敏感,突触蛋白质组和定量的报道,感谢我们的团队成员广泛的蛋白质组学平台,“Dejanovic说。

在每个障碍患者的样本中,研究小组观察到的变化相比,数以百计的蛋白质的水平来控制个体。引人注目的是,200多的这些蛋白质浓缩或耗尽同样在这两个条件。科学家们惊讶与蛋白质变化的模式之间的障碍。

团队下检查是否改变蛋白质连接在网络或细胞内的生化途径,通过计算分析研究第一作者Sameer Aryal为首。

“分析蛋白质网络可以帮助我们了解集群的蛋白质疾病突触的变化,揭示分子连接,不容易辨别的,只看个人蛋白质含量,“Aryal说盛实验室的一位博士后研究员。

与自噬相关的一些调节蛋白(细胞的蛋白质回收过程)和通路流量分子从一个细胞到另一个的一部分。表达下调的蛋白质是突触、线粒体和核糖体功能,表明能量代谢和蛋白质生产可能会抑制这些细胞。

模型小鼠

研究者也观察到类似的老鼠缺乏Akap11通路变化,人类基因是一种对精神分裂症和风险因素双相情感障碍,一个发现由斯坦利中心的科学家们在2022年和其他地方。路径相似之处小鼠模型强化结果在人类样本和验证模型作为一个有用的实验系统,研究这些条件。“这些都是systems-wide大脑疾病,所以我们需要像Akap11有效的动物模型突变小鼠有完整的神经系统,”盛解释道。

斯坦利中心科学家目前正在研究Akap11-deficient老鼠阐明这些蛋白质变化的影响,包括分子贩卖突触的变化。客观的分析结果将有助于他们和其他研究小组优先为进一步研究蛋白质和途径。

本研究调查了从多个突触蛋白聚合在一起,从只有一个大脑区域和突触。科学家们说未来的研究蛋白质从单个突触甚至提供了一个高分辨率的观点。从其他的大脑区域和分析突触可以揭示特定区域的分子改变,这可以帮助建立一个更好的理解这些systems-wide紊乱。