本網訊 近日,中南大學生命科學學院陳超課題組在精神障礙的遺傳解析和疾病機制領域取得系列進展:在《自然通訊》(Nature Communications)、《分子精神病學》(Molecular Psychiatry)、《生物精神病學》(Biological Psychiatry)以及中國頂級生物信息學期刊《基因組、蛋白組與生物信息學》(Genomics, Proteomics & Bioinformatics)上發表4篇高水平論文。研究團隊從靜態遺傳到動態環境、從群體風險到精準亞型,勾勒出精神障礙遺傳解析的完整圖景。
團隊在《自然通訊》發表的《常見變異對腦內基因表達的影響--從RNA到蛋白質再到精神分裂癥風險》(Impact of common variants on brain gene expression from RNA to protein to schizophrenia risk)一文中,系統解析了遺傳變異在轉錄、翻譯到蛋白質各層面的調控效應,并首次在人腦中展示了其沿“中心法則”傳遞過程的逐級衰減模式。研究發現疾病相關的遺傳調控并不局限于轉錄層面,而在多組學層面呈現出不同的調控路徑,為理解精神分裂癥的分子機制提供了全新的視角。
團隊在《分子精神病學》上發表的《精神病性障礙生物分型的遺傳學分析:共享的祖先校正多基因風險與獨特的基因組關聯》(Genetic analysis of psychosis Biotypes: shared Ancestry-adjusted polygenic risk and unique genomic associations)一文中,研究基于B-SNIP(雙相情感障礙-精神分裂癥中間表型網絡)項目2505例跨人群樣本,建立祖先校正多基因風險評分框架,發現三大精神病性生物亞型共享的疾病遺傳背景,并且保留各自獨特的分子表型信號。同時,研究團隊尋找與這三類精神病性障礙生物亞型有潛在因果關系的基因,揭示了生物亞型分類在發現疾病風險基因的潛力,為個體化診療奠定遺傳學基礎。
團隊在《生物精神病學》發表的《應答數量性狀位點揭示疾病中的基因——環境交互作用》(Response Quantitative Trait Loci Unveiling Gene-Environment Interactions in Diseases)的評述論文中,提出了“反應性數量性狀位點(reQTL)”框架:在傳統的表達數量性狀位點(eQTL)僅檢測基線表達的基礎上,加入激素、藥物、感染等環境刺激,捕捉基因型——環境交互下才顯現的動態調控信號。通過匯總多項reQTL研究,發現部分GWAS(全基因組關聯分析)信號在受激狀態下才與分子表型共定位,而基線eQTL無法檢出,提示相關環境刺激是揭示精神分裂癥等復雜疾病隱藏遺傳機制的關鍵“環境開關”。文章為精神病精準醫學提供可復制的“環境-基因”動態評估范式。
在《基因組、蛋白組與生物信息學》在線發表的《單細胞/單核RNA測序數據中基因表達定量測量的精準性與準確性》(Precision and Accuracy in Quantitative Measurement of Gene Expression from Single-cell/nucleus RNA Sequencing Data)一文中,團隊通過整合23套高質量sc/snRNA-seq數據(>360萬細胞),首次系統量化單細胞基因表達的精度與準確度,并建立可落地的實驗與質控標準:研究提出“500細胞/類型/個體+ RIN ≥ 7 +信噪比閾值”的硬性質控標準,并發布開源工具VICE,通過輸入細胞數、效應值與噪聲即可估算差異表達真陽性率,為實驗設計提供實時反饋。研究呼吁期刊與基金將CV/SNR質控納入審稿與數據提交要求,以遏制在單細胞領域因樣本量不足等導致的假陽性結果過高的現象。
以上工作均得到國家重點研發計劃、基金委優秀青年基金和面上基金項目的支持。
(一審:趙云逸 二審:鄧皓迪 三審:韓艷)