PNAS:揭示特殊精神疾病风险基因影响大脑发育的分子机制

来源：原创网站2022-02-27 15:55

来自瑞典卡罗琳学院和其他机构的科学家开发了一种新模型，并揭示了影响大脑功能和精神疾病风险的风险基因CACNA1C的分子机制。

2022年2月27日/100医学网BIOON/- L电压门控性Ca2通道基因CACNA1C是许多精神疾病的风险基因，包括精神分裂症和双相情感障碍。然而，CACNA1C导致精神疾病的细胞机制仍不清楚。近日，在国际期刊《PNAS》上发表的一篇题为“CACNA1C基因表达中断扰乱偶发性Ca2活动导致大脑发育异常和焦虑增加”的研究报告中，来自瑞典卡罗琳学院和其他机构的科学家开发了一个新模型，并揭示了风险基因ca CNA 1C影响大脑功能和精神疾病风险的分子机制。

形成网络的三个互连单元的示意图。

图片：埃里克史沫特勒

在这篇文章中，研究人员研究了钙通道基因CACNA1C在大脑发育中的关键作用。此前的大规模遗传学研究表明，CACNA1C与精神分裂症等多种精神疾病的发生有关，但研究人员并不清楚这到底是一种什么样的关联。正常情况下，CACNA1C可将电活动转化为细胞内信号(包括细胞膜内Ca2浓度的瞬时和振荡变化)来调节细胞内的关键生物过程。

此前，研究人员发现，未成熟的神经元可能会表现出自发的电活动和Ca2活动，从而建立复杂的网络回路，这对大脑发育的许多过程都非常重要，包括细胞分裂和细胞分化。研究人员Uhlen说，我们发现CACNA1C似乎在这一活动中发挥了重要作用。使用一个数学模型，我们可以模拟细胞网络中的电活动和Ca2活动，并研究微调一些参数对网络的影响。

图片：https://www.pnas.org/content/119/7/e2108768119

CACNA1C的功能可能被用作分子开关来刺激广泛的网络活动，并且这些模拟也可以通过电生理学实验来验证。实验中，施加1pA的小电流(只对应一个离子通道)可能是触发自发网络活动的临界点。此外，研究人员还测试了在小鼠前脑中敲除CACNA1C的影响，这种影响会导致未发育神经元的神经活动自发减少，并改变特定脑区的大小。当CACNA1C被敲除时，小鼠会表现出焦虑增加的迹象。

这项研究的结果可能会提供有关大脑发育所涉及机制的重要功能和分子信息，研究人员希望这项研究的结果可能用于开发新的治疗方法，以治疗与CACNA1C有关的精神疾病。综上所述，本研究结果表明，研究人员开发了一种新的模型，并揭示了风险基因CACNA1C影响细胞信号、大脑发育和精神疾病风险的分子机制。(100yiyao.com 100医疗网)

原始来源：

埃里克史沫特勒、劳里卢希武里、罗曼a罗马诺夫等人，《美国国家科学院院刊》(2022年)。doi 10/PNAS 20011.686386366616

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