研究:携带精神分裂症相关基因的苍蝇对抗精神病药物反应良好
科学家们使用常见的抗精神病药物,成功地治疗了表现出与新发现的人类精神分裂症相关基因有关的行为问题的苍蝇。
精神分裂症是一种严重的长期精神健康疾病,历史上对它的了解和治疗很少。这是一种相对常见的疾病,影响人口的1%到2%,已知80%是由遗传引起的。
人类基因组测序的最新进展精神分裂症已经确定了一系列与该疾病相关的新基因和突变。许多在大脑中表达,并参与神经元如何通过突触释放的电信号和化学信号相互交流。
该研究由第一个学生Sergio Hidalgo博士完成,他是布里斯托尔大学(英国)和智利天主教大学的双博士项目。他用果蝇的基因研究了两种精神分裂症相关基因在疾病相关行为中的作用。
“我们研究了其中两种与精神分裂症相关的基因——一种叫做Rim,参与突触上的神经递质释放,另一种叫做人类的CACNA1A和CACNA1B,苍蝇的cacophony,电压敏感的钙通道参与神经元内部和之间的电和化学信号传递。我们发现,果蝇的Rim突变体表现出一些行为变化,这些变化在可能有Rim突变的精神分裂症患者身上可见。其中包括在群体中更喜欢个体之间的社交距离,以及嗅觉或嗅觉的变化。我们还发现,在精神分裂症中报告的昼夜节律(24小时生物钟)缺陷也存在于Rim突变果蝇中,”布里斯托尔大学生理学、药理学和神经科学学院的詹姆斯·霍奇博士说。
引人注目的是,使用常用的抗精神病药氟哌啶醇治疗,挽救了Rim突变体的一些行为问题。
第二项研究着眼于电压门控钙通道,其中有几种是导致精神分裂症风险的主要因素。研究小组重点研究了精神分裂症的阴性症状,包括记忆受损、睡眠和昼夜节律等行为缺陷。
“人们对这些症状的了解和治疗特别少。我们发现苍蝇不和谐(cac)突变体表现出一些行为特征,包括夜间睡眠减少和多动,类似于人类患者的报告。我们还发现,果蝇大脑时钟中cac功能的丧失降低了它们的寿命昼夜节律而记忆中心cac功能的丧失通过钙信号的减少降低了果蝇的记忆,”塞尔吉奥·伊达尔戈博士说。
两篇新的研究论文发表在转化精神病学而且疾病神经生物学.该研究通过证明边缘或cac Cav2通道功能的丧失如何导致一系列与疾病相关的认知和行为缺陷,以及突触生长和神经元钙瞬态的潜在减少,代表了对精神分裂症理解的重要进展。
“从这项研究中可以明显看出,这些行为是由钙信号、突触形状及其释放的神经递质的变化引起的。这些研究利用一种常用的精神分裂症药物使果蝇的这些行为恢复正常,并建立了果蝇作为高通量体内遗传模型来研究与精神分裂症相关的Cav通道和神经递质释放病理生理学。
“下一步是了解边缘和不同的钙通道如何在突触上共同作用,以调节受精神分裂症影响的行为。通过测试针对这些目标的药物或治疗方法,我们将对精神分裂症的治疗方法及其工作原理有更深入的了解。”
詹姆斯·霍奇博士补充说:“重要的是,我们为这项新颖的研究获得资金,它有可能为我们治疗这种常见的令人衰弱的疾病的方式提供真正重大的进展。”
“了解精神分裂症病因的复杂性可以帮助我们开发新的、更有效的治疗方法。通过展示一些分子机制塞尔吉奥·伊达尔戈博士补充说:“在物种之间是保守的,我们可以建议使用苍蝇作为药物测试的新平台。”
智利天主教教皇大学细胞与分子生物学系的联合主管Jorge Campusano博士说:“塞尔吉奥·伊达尔戈是布里斯托尔大学和智利天主教教皇大学签署的新双博士项目的第一个学生。他的研究证明了我们两所大学之间的合作如何扩大知识的前沿和我们的研究成果的范围。这对当今生物医学的一个重要领域——心理健康——来说尤其令人心酸。”
进一步探索
塞尔吉奥·伊达尔戈等人,果蝇的精神分裂症相关CACNA1A和CACNA1B电压门控钙通道调节记忆,睡眠和昼夜节律,疾病神经生物学(2021)。DOI: 10.1016 / j.nbd.2021.105394
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