Research on RNA methylation regulators in schizophrenia
本研究通过整合转录组分析、机器学习和 qPCR 验证,确定了失调的 RNA m6A 甲基化调节因子(特别是下调的 FTO)可作为精神分裂症的潜在生物标志物,同时还揭示了患者群体中不同的免疫浸润亚型。
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精神分裂症是一种深刻且往往令人衰弱的精神健康状况,影响着全球约百分之一的人口。它通常在青少年晚期或成年早期出现,破坏了一个人清晰思考、管理情绪以及与世界互动的能力。几十年来,医生一直完全根据患者的陈述和行为来诊断这种疾病,寻找特定的症状模式。目前还没有血液检测、脑部扫描或简单的实验室结果可以证实这一诊断。这种缺乏客观标志物的情况使得早期检测变得困难,并导致许多患者无法获得精准的帮助。科学家们长期以来一直怀疑,该疾病的根源在于基因与环境之间复杂的结合,但那些出错的具体生物开关一直难以捉摸。近年来,研究者的注意力转向了一个位于遗传密码之上的生物调节层。这个被称为表观遗传学的领域,研究的是细胞如何在不改变 DNA 序列的情况下开启或关闭基因。一种涉及在 RNA 分子上添加化学标签的具体机制,已成为研究大脑发育和功能的一个关键环节。
来自中国和加拿大的一个研究小组致力于调查这种特定化学标记系统在精神分裂症背景下的情况。他们关注的是一种被称为 N6-甲基腺苷(m6A)的修饰,它就像是细胞用于构建蛋白质的指令中的“音量旋钮”。这一过程由一组蛋白质管理,这些蛋白质可以添加标签、移除标签或读取标签,从而决定接下来的走向。研究人员假设,如果这些“音量旋钮”在精神分裂症患者身上出现了故障或被设定到了错误的水平,它可能会在他们的血液中留下可检测到的痕迹。为了测试这一点,他们首先利用了来自两百多名个体的庞大现有遗传数据集,其中一半患有精神分裂症。通过将患者的血液样本与健康人群进行对比,他们扫描了负责管理这种 RNA 标记系统的二十一种特定蛋白质的活性差异。
分析显示,这六种调节蛋白的行为表现异常。其中四种的活性低于常态,另外两种则高于常态。为了观察这些变化是否真的有助于识别该疾病,研究人员使用计算机模型模拟了一个诊断工具。他们发现,基于这六种蛋白质的模型比其他标准方法能更准确地区分患者与健康个体。研究还探讨了这些蛋白质变化如何与人体的免疫系统相关联。通过根据蛋白质谱对患者进行分组,他们发现不同的群体在血液中循环着截然不同的免疫细胞模式,这表明该疾病可能表现为不同的生物亚型。
然而,研究人员知道,对公共数据的计算机分析只是第一步。为了验证这些发现是真实的还是仅仅是统计上的巧合,他们利用新鲜血液样本进行了一项新的实验。他们在昆明和玉溪招募了六十名精神分裂症患者和四十七名健康志愿者。他们仔细采集血液,分离出白细胞,并测量了这六种蛋白质的实际水平。结果既有证实也有惊喜。一种被称为 FTO 的蛋白质表现出了连贯的模式:在最初的计算机分析和这次新的动手实验中,FTO 在精神分裂症患者血液中的水平都显著降低。这种一致性使 FTO 成为未来血液检测标志物的有力候选者。
然而,所有蛋白质的故事并非千篇一律。虽然计算机数据表明另外两种蛋白质在患者体内水平较高,但新的血液测试显示它们实际上是较低的。另外三种蛋白质在新的样本中没有显示出明显的差异。研究人员指出,这些差异可能源于研究人群的不同:原始数据来自年龄较大的患者,而新组别由接受药物治疗且病情稳定的年轻人组成。这些因素,连同血液本身的复杂性,都可能导致结果发生偏移。尽管大多数蛋白质的结果存在差异,但 FTO 水平的持续下降依然引人注目。研究表明,这种帮助从 RNA 中移除化学标签的特定蛋白质,在精神分裂症患者的血液中确实可靠地减少了。
这些发现为该疾病的生物学机制提供了一个缩影,将特定的分子变化与人体内免疫系统的行为联系起来在一起。研究人员发现,这些 RNA 调节因子的水平与体内某些免疫细胞的存在相关,暗示该疾病涉及基因调节与免疫功能之间复杂的相互作用。虽然这项研究并未证明这些变化会导致精神分裂症,也尚未提供一种医生明天就能使用的现成检测手段,但它提供了一个具体的线索。FTO 的持续减少表明,开发客观工具以帮助诊断和理解这种具有挑战性的不同形式的疾病,存在一条潜在的路径。这项工作强调,尽管大脑是这种疾病的发源地,但其本质的线索可能就循环在血液中,等待着被理解。
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