部队常见精神疾病相关基因内在性质的研究
发布时间：2022-02-05 03:56
目的全面解析精神分裂症（SCZ）、双向情感障碍（BD）及自闭症（ASD）等3种部队常见精神疾病已知相关分子的内在性质,挖掘新的相关分子及其在发病机制中的作用。方法利用基于超几何分布的富集缺失分析方法确定3种精神疾病已知相关分子的五大类内在性质特征,基于分析结果量化人类基因组中每个蛋白质编码基因参与精神疾病发生的可能性,结合差异表达信息,筛选新的潜在相关分子。结果 3种精神疾病已知相关分子倾向于复杂、无序、高连接度,进化上倾向于次古老基因、进化较慢,功能上倾向参与神经发育、突触传导等生物学过程;共筛选到559个新的潜在相关分子。结论该研究全面解析了3种精神疾病相关分子的内在性质,并通过新的相关分子筛选为其发病机制的深入研究提供了重要参考信息。
【文章来源】：军事医学. 2019,43(12)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
3种精神疾病已知相关分子的内在特征分析
图1 3种精神疾病已知相关分子的内在特征分析进一步分析3种精神疾病已知相关分子参与的KEGG通路（详见http：//mentaldis-data.ncpsb.org/附表2），发现3种精神疾病已知相关分子倾向参与相似的KEGG通路。BD和ASD相关分子更倾向于参与在Environmental Information Processing（如Neuro-active ligand-receptor interaction,MAPK signaling pathway和Calcium signaling pathway等）和Organis-mal systems（如Dopaminergic synapse,Retrograde en-docannabinoid signaling和Cholinergic synapse等）相关通路。而SCZ和ASD相关分子更倾向于参与Hu-man Diseases（如Amyotrophic lateral sclerosis,Al-zheimer’s disease和Parkinson’s disease）（图2C～D），提示SCZ和ASD同神经退行性疾病之间有相似的致病相关通路。神经退行性疾病是不溶性蛋白聚集沉淀导致的神经系统功能障碍，这类蛋白可能通过相似途径参与精神疾病的发生。3种精神疾病相关基因在代谢相关通路中均不富集（图2D），提示这3类精神疾病已知的发病机制与代谢通路关系不大。
通过分析SCZ、BD和ASD中基因的差异表达发现，相比BD和ASD,SCZ中会有更多基因出现表达异常（表1），提示这种疾病会出现更复杂的异常改变，通常会引起更严重的表型。我们分别比较SCZ、BD和ASD中打分前2000位的基因、差异表达基因和3种疾病已知相关基因间的重叠情况（图3A～C）。相对于全体编码基因，打分前2000位的基因中含有更多的已知相关基因。差异基因与已知相关基因之间重叠较少，这可能是因为：(1)受样本来源、个体差异和实验方法的影响，许多表达量改变可能未能鉴定到；(2)某些已知基因通过异常剪接等机制致病，其本身表达量并不会发生异常改变。打分前2000基因中出现异常表达的基因与疾病发生有密切关系，其中一些基因已得到已知相关基因的验证，未被已知相关基因数据库收录的即为本研究新筛选的潜在相关分子。我们共筛选得到559种新的潜在相关分子，3种疾病各有324(SCZ）、198(BD）、117(ASD）种（详见http：//mentaldis-data.ncpsb.org/附表3）。比较3种疾病的潜在调控分子发现，其中有4个基因发生重叠（图3D）。以表皮生长因子受体激酶底物8(EPS8）为例，它是一种信号转接器，通过调节肌动蛋白细胞骨架动力学和结构来控制各种细胞突起（图3E），在SCZ、BD和ASD 3种疾病中都可能发挥重要的调控作用，与这3种精神疾病发生关系密切。3讨论
本文编号：3614518
【文章来源】：军事医学. 2019,43(12)北大核心
【文章页数】：8 页
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3种精神疾病已知相关分子的内在特征分析
图1 3种精神疾病已知相关分子的内在特征分析进一步分析3种精神疾病已知相关分子参与的KEGG通路（详见http：//mentaldis-data.ncpsb.org/附表2），发现3种精神疾病已知相关分子倾向参与相似的KEGG通路。BD和ASD相关分子更倾向于参与在Environmental Information Processing（如Neuro-active ligand-receptor interaction,MAPK signaling pathway和Calcium signaling pathway等）和Organis-mal systems（如Dopaminergic synapse,Retrograde en-docannabinoid signaling和Cholinergic synapse等）相关通路。而SCZ和ASD相关分子更倾向于参与Hu-man Diseases（如Amyotrophic lateral sclerosis,Al-zheimer’s disease和Parkinson’s disease）（图2C～D），提示SCZ和ASD同神经退行性疾病之间有相似的致病相关通路。神经退行性疾病是不溶性蛋白聚集沉淀导致的神经系统功能障碍，这类蛋白可能通过相似途径参与精神疾病的发生。3种精神疾病相关基因在代谢相关通路中均不富集（图2D），提示这3类精神疾病已知的发病机制与代谢通路关系不大。
通过分析SCZ、BD和ASD中基因的差异表达发现，相比BD和ASD,SCZ中会有更多基因出现表达异常（表1），提示这种疾病会出现更复杂的异常改变，通常会引起更严重的表型。我们分别比较SCZ、BD和ASD中打分前2000位的基因、差异表达基因和3种疾病已知相关基因间的重叠情况（图3A～C）。相对于全体编码基因，打分前2000位的基因中含有更多的已知相关基因。差异基因与已知相关基因之间重叠较少，这可能是因为：(1)受样本来源、个体差异和实验方法的影响，许多表达量改变可能未能鉴定到；(2)某些已知基因通过异常剪接等机制致病，其本身表达量并不会发生异常改变。打分前2000基因中出现异常表达的基因与疾病发生有密切关系，其中一些基因已得到已知相关基因的验证，未被已知相关基因数据库收录的即为本研究新筛选的潜在相关分子。我们共筛选得到559种新的潜在相关分子，3种疾病各有324(SCZ）、198(BD）、117(ASD）种（详见http：//mentaldis-data.ncpsb.org/附表3）。比较3种疾病的潜在调控分子发现，其中有4个基因发生重叠（图3D）。以表皮生长因子受体激酶底物8(EPS8）为例，它是一种信号转接器，通过调节肌动蛋白细胞骨架动力学和结构来控制各种细胞突起（图3E），在SCZ、BD和ASD 3种疾病中都可能发挥重要的调控作用，与这3种精神疾病发生关系密切。3讨论
本文编号：3614518
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