精神分裂症是一种严重的精神疾病,具有复杂的遗传基础和高遗传性。它影响世界人口的1%左右,并造成相当大的社会和经济负担。
年12月19日,中南大学生命科学院陈超、刘春宇团队在Science子刊ScienceTranslationalMedicine杂志同期发表两篇关于精神分裂症的研究论文(ResearchArticle)。这两项研究分别发现了调控精神分裂症的关键转录因子POU3F2,以及调控精神分裂相关基因的LncRNA-DGCR5。为精神分裂症等严重精神疾病的治疗提供新的靶点。
ScienceTranslationalMedicine,Science影响因子最高的子刊,最新影响因子:16.。年创刊,转化医学领域顶级期刊。
ThetranscriptionfactorPOU3F2regulatesagenecoexpressionnetworkinbraintissuefrompatientswithpsychiatricdisorders
TheDGCR5longnoncodingRNAmayregulateexpressionofseveralschizophrenia-relatedgenes。
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转录因子POU3F2调节精神疾病患者脑组织中的基因共表达网络
精神分裂症和双相情感障碍是严重的精神疾病,由多种基因贡献风险。基因表达的失调与这些疾病有关,但对人脑中的这种失调知之甚少。
研究最多的基因表达调节因子是转录因子和miRNA,越来越多的证据表明转录因子和miRNA与精神分裂症和双相情感障碍之间存在联系。已知转录因子和miRNA影响大脑发育,并且在精神分裂症和双相情感障碍患者的死后脑组织中差异表达,并且它们的靶基因在精神分裂症和双相情感障碍风险基因座中富集。
作者分析了来自精神分裂症或双相情感障碍患者的个死后脑组织样本的三个转录组数据集,或来自没有已知精神疾病史的健康对照个体的三个转录组数据集。
构建了包含miRNA的全基因组共表达网络,鉴定了一种共表达网络模块,与健康对照个体相比,该模块在患者的脑组织中差异表达。该模块包含主要参与神经胶质和神经细胞发生和神经胶质细胞分化的基因,包括携带罕见变异的精神分裂症风险基因。该模块包括5个miRNA和个mRNA,在该模块中有6个转录因子作为中枢基因。
这其中最重要的转录因子是POU3F2,可以调节hsa-miR-e和其他预测的靶mRNA,作为精神分裂症和双相情感障碍的关键调节因子。
总的来说,该研究确定了一个脑基因表达模块,该模块富含与精神分裂症相关基因中的罕见编码突变,并含有双相情感障碍的风险基因POU3F2。并进一步证实转录因子POU3F2是该疾病相关基因共表达模块中基因表达的关键调节因子。
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LncRNA-DGCR5可以调节几种精神分裂症相关基因的表达
精神分裂症是一种严重的精神疾病,具有复杂的遗传基础和高遗传性。它影响世界人口的1%左右,并造成相当大的社会和经济负担。
许多研究表明,稀有拷贝数变异(CNV)对精神分裂症风险有很大影响。目前研究中的大多数都集中在CNV中存在的蛋白质编码基因上。
然而,CNV区域也含有LncRNA等非编码RNA,位于与精神分裂症风险相关的CNV缺失区域内的LncRNA很可能与精神分裂症相关。
作者检索了10个注释为精神分裂症风险相关CNV缺失的LncRNA。基于来自PsychENCODE、BrainGVEX等脑转录组数据,使用加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定了来自未患精神疾病的个体的死后对照脑组织样品中与CNV-LncRNA共表达的蛋白质编码基因。
该研究鉴定了LncRNA-DGCR5,在源自人诱导的多能干细胞的人神经祖细胞中进行DGCR5敲低和过表达实验,证实了LncRNA-DGCR5在调节精神分裂症相关基因中的潜在作用。
通讯作者介绍
陈超,中南大学医学遗传学国家重点实验室副研究员,主要从事精神遗传,生物信息学研究,特别是多基因多层次网络调控的统计模型和表观遗传学的机制研究。
刘春宇,中南大学医学遗传学国家重点实验室特聘教授,从事包括DNA甲基化,小分子RNA,基因表达等在内的多维网络调控研究。
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