精神障害に共通する生物学的メカニズムを特定(Psychiatric disorders with shared biological mechanisms)

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2025-06-02 マックス・プランク研究所(MPG)

精神障害に共通する生物学的メカニズムを特定(Psychiatric disorders with shared biological mechanisms)
The DNA (gene level) is transcribed into mRNA (transcript level). The mRNA consists of introns and exons. Introns are removed, while exons are spliced, re-combined and then translated into proteins.
© MPI f. Psychiatry

マックス・プランク精神医学研究所(MPI)は、ヘルムホルツ・ミュンヘンおよびシドニー大学と共同で、統合失調症、うつ病、双極性障害に共通する生物学的メカニズムを特定しました。研究チームは、意思決定や感情制御に関与する脳の背外側前頭前野(DLPFC)の死後組織を解析し、遺伝子の発現を詳細に調べました。特に、遺伝子の情報を含むエクソンレベルでの解析により、患者と健常者の間で有意な違いが見つかり、これは従来の遺伝子全体の解析では検出されなかったものです。このことから、精神疾患の発症リスクは、遺伝子の存在だけでなく、その発現方法にも依存していることが示唆されます。さらに、研究者たちは、概日リズム、ストレスホルモンであるコルチゾールの分泌、および神経伝達物質ドーパミンに関連する経路の障害が、これらの精神疾患に共通して存在することを発見しました。これらの知見は、将来的に症状だけでなく、生物学的メカニズムに基づいた精神疾患の分類や、より精密な診断・治療法の開発に寄与する可能性があります。

<関連情報>

エクソン-変異体の相互作用とマルチモーダルな証拠から、興奮性ニューロンに影響を及ぼす重篤な精神疾患における内分泌調節異常が同定される Exon-variant interplay and multi-modal evidence identify endocrine dysregulation in severe psychiatric disorders impacting excitatory neurons

Karolina Worf,Natalie Matosin,Nathalie Gerstner,Anna S. Fröhlich,Anna C. Koller,Franziska Degenhardt,Holger Thiele,Marcella Rietschel,Madhara Udawela,Elizabeth Scarr,Brian Dean,Fabian J. Theis,Nikola S. Mueller & Janine Knauer-Arloth
Translational Psychiatry  Published:19 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41398-025-03366-8

Abstract

Bipolar disorder (BD), major depressive disorder (MDD), and schizophrenia share genetic architecture, yet their molecular mechanisms remain elusive. Both common and rare genetic variants contribute to neural dysfunction, impacting cognition and behavior. This study investigates the molecular effects of genetic variants on human cortical single-cell types using a single-exon analysis approach. Integrating exon-level eQTLs (common variants influencing exon expression) and joint exon eQT-Scores (combining polygenic risk scores with exon-level gene expression) from a postmortem psychiatric cohort (BD = 15, MDD = 24, schizophrenia = 68, controls = 62) with schizophrenia-focused rare variant data from the SCHEMA consortium, we identified 110 core genes enriched in pathways including circadian entrainment (FDR = 0.02), cortisol synthesis and secretion (FDR = 0.026), and dopaminergic synapse (FDR = 0.038). Additional enriched pathways included hormone signaling (FDRs < 0.0298, including insulin, GnRH, aldosterone, and growth hormone pathways) and, notably, adrenergic signaling in cardiomyocytes (FDR = 0.0028). These pathways highlight shared molecular mechanisms in the three disorders. Single-nuclei RNA sequencing data from three cortical regions revealed that these core set genes are predominantly expressed in excitatory neuron layers 2–6 of the dorsolateral prefrontal cortex, linking molecular changes to cell types involved in cognitive dysfunction. Our results demonstrate the power of integrating multimodal genetic and transcriptomic data at the exon level. This approach moves beyond symptom-based diagnoses toward molecular classifications, identifying potential therapeutic targets for psychiatric disorders.

医療・健康
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