最近,來自牛津大學、臺灣長庚大學、華大基因、四川大學等40多家單位的研究人員,發現了與抑郁癥相關的分子變化,可能用作診斷或預測標記。
幾十年來,研究人員已經證明,童年創傷性事件會導致生命后期患上精神疾病,但直到現在,還缺乏分子證據證明這兩者之間的真正生物學聯系。現在,在《Current Biology》發表的一項新研究報道稱,線粒體DNA(mtDNA)和端粒長度的變化,直接與抑郁癥(MD)有關。
這項研究的通訊作者、牛津大學威康信托人類遺傳學中心分子精神病學教授Jonathan Flint,致力于研究精神疾病的遺傳基礎,如焦慮癥和抑郁癥,目前這類疾病的治療方法是相對無效的。作為這項研究的一部分,他和他的合作者收集了一個大家庭群組的DNA序列數據,以調查抑郁癥的遺傳學基礎。他說:“DNA序列含有線粒體DNA。”一次偶然的機會,研究小組發現,參與研究的MD患者,其線粒體數量明顯增加。當他們仔細研究之后,他們發現,mtDNA的數量與壓力生活事件的數量密切相關,但只在MD患者中。那些曾經經歷過這種事件、但沒有患上MD的人,其線粒體沒有顯示變化。
Flint說:“雖然mtDNA的發現是偶然的,但端粒的長度已經被認為是相關的。”研究小組發現,參與者的端粒長度明顯縮短,與不良生活事件的數量有關。無論個人曾經使用過抗抑郁藥與否,這些結果都有效,盡管在感興趣的位點可能存在測序錯誤或甲基化。
為了進一步驗證這種相關性,研究人員轉向老鼠模型,來探討是否壓力會引起mtDNA和端粒的變化。研究小組通過將小鼠懸掛一天、扔到水中迫使它們游泳、電擊它們的腳、束縛它們、在以后的日子里剝它他們的睡眠等方式,給小鼠施加壓力。之后,讓小鼠休息了兩天。該研究團隊在這種壓力處理的0、2和4周后,檢測了mtDNA數量和端粒長度,他們發現,與對照組小鼠相比,壓力使mtDNA的數量增加了高達210%,端粒DNA降低了28%。在mtDNA水平增高的壓力小鼠中,線粒體功能也下降。研究人員當讓它們進行恢復,在4周后小鼠恢復正常,表明這些改變是可逆的。
當研究人員在不同組織中仔細研究時,他們發現,這些變化在肝臟中是最明顯的,對肌肉組織中的mtDNA有一些影響,但海馬或卵巢的變化不大。Flint說:“組織能量需求有很大的不同,所以我們認為這反映了一個事實――這些變化是一個協調反應的一部分,在此反應中每個組織的需要都分別得到了滿足。”
研究人員認為,這種變化是通過應激激素對下丘腦-垂體-腎上腺軸的激活而發生的,他們表明,給小鼠施用皮質酮4周以上的時間,可導致類似的mtDNA增加和端粒長度減少。
作者很快指出,這些分子的變化并不代表MD的風險因素或原因。這些變化持續多久似乎取決于一個人患應激相關疾病的易感性。然而,這一發現是朝向“解釋MD發展”的第一步,并提出了一個問題――這些分子的變化有一天是否可被用于病情診斷或監測。Flint 說:“我們希望如此。我們的數據目前沒有顯示,這種測量足夠強大到具有臨床應用。然而,使用高度敏感的檢測方法,進行患者的縱向分析,可以改變這種現狀,并使得我們將mtDNA和端粒長度作為生物標志物。”
“我們也想知道,是否可以制備一種細胞模型――在細胞培養中的mtDNA會改變嗎?如果是這樣的話,我們可以解析相關的分子機制。”
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