Американские исследователи выявили мутации в 10 генах, которые значительно повышают риск шизофрении, и 287 регионов генома, связанных с предрасположенностью к этому заболеванию. Эти результаты помогут разобраться в причинах развития шизофрении. Исследования проводили ученые международного консорциума SCHEMA и Консорциума психиатрической геномики (PGC). Результаты двух работ опубликованы в журналеNature.
Шизофрения — это тяжелое психическое расстройство, которое начинает проявляться в позднем подростковом возрасте или в начальном периоде взрослой жизни. Согласно данным ВОЗ, шизофренией страдает каждый трехсотый человек в мире. Однако, как и в случае с другими психическими расстройствами, механизмы возникновения шизофрении долгое время были загадкой для ученых. Из-за этого наблюдается и недостаток эффективных лекарств. Так, сейчас врачи используют те же антипсихотические препараты, которые были открыты еще 70 лет назад.
Ученые из консорциумов SCHEMA и PGC преследовали одну и ту же цель: собирали ДНК от людей, имеющих шизофрению, и от здоровых людей, а затем сравнивали образцы. Результаты работ ученых дополняют друг друга. Команда исследователей из SCHEMA просеквенировала экзомы (все области генома, которые кодируют белки) почти 25 тысяч людей с шизофренией и около 100 тысяч здоровых людей. Ученые выявили редкие варианты десяти генов, которые значительно повышают риск развития шизофрении. Это так называемые варианты, усекающие белки (PTVs), то есть из-за мутации в гене клетки считывают с него не полный, а укороченный белок. Если вероятность развития шизофрении составляет около 1%, то у людей с такими мутациями вероятность возрастает в 10, 20 и даже в 50 раз.
Ученые также определили 22 гена, которые могут быть связаны с риском шизофрении. Эти гены указывают на то, что возможной причиной этого заболевания является дисфункция синапсов — структур, которые позволяют нейронам передавать друг другу сигналы. Это согласуется с предыдущими данными. Так, еще в 2016 году ученые сообщали, что варианты гена C4 (компонент комплемента 4) может повышать риск развития шизофрении из-за влияния на синапсы. Некоторые выявленные в новом исследовании PTVs также подтверждают эту гипотезу. Например, гены GRIN2A и GRIA3 кодируют рецептор глутамата, который находится на синапсах и позволяет нейронам получать химические сигналы от соседних нейронов. Ранее было показано, что сигналинг на основе глутамата может быть связан с шизофренией, и сейчас генетики это доказали. В пользу гипотезы также говорит то, что активность гена GRIN2A достигает пика в подростковом периоде — тогда же, когда люди, страдающие шизофренией, начинают испытывать первые симптомы. Другие выявленные группой SCHEMA гены ранее не были описаны в связи с расстройствами мозга или нейронов. Так, ген SETD1A участвует в регуляции транскрипции, ген CUL1 помогает клетке перерабатывать старые или неиспользованные белки, а ген XPO7 помогает молекулам-шаперонам покидать ядро.
Группа PGC изучила геномы более чем 75 тысяч людей с шизофренией и почти 245 тысяч здоровых людей. При этом в исследовании принимали участие не только европейцы, но и представители других этносов. Ученым удалось выявить 287 регионов генома, которые связаны с риском развития шизофрении. Также они определили 120 генов, которые могут быть связаны с предрасположенностью к этому заболеванию. Некоторые из полученных результатов пересекаются с работой консорциума SCHEMA. Группа PGC также сделала вывод о том, что большая часть геномных регионов активна именно в нейронах и влияет на их функции, структуру и организацию синапсов. Что интересно, ученые PGC сосредотачивались на довольно распространенных вариантах генов. Так, выявленная в работе SCHEMA мутация в гене GRIN2A очень редка, но повышает риск развития шизофрении в 24 раза. Группа PGC же выявила гораздо более распространенные варианты, которые влияют на экспрессию генов GRIN2A, но повышают риск заболевания всего в 1,06 раза.
Некоторые из генов, описанных группой SCHEMA, ранее были связаны с другими расстройствами. Мутации в гене GRIN2A связывали с эпилепсией, отставанием в развитии, умственной отсталостью. Однако ученые отметили, что имеются в виду разные мутации. Если с шизофренией связаны PTVs, то с нейродегенеративными заболеваниями — миссенс-мутации, когда в структуре белка происходит замена одной аминокислоты на другую, из-за чего меняется его активность. В то же время аналогичные подходы к исследованию геномов используются для изучения других психических расстройств. Ранее консорциум BipEx опубликовал в журнале Nature Genetics исследование, где ученые описали редкие вариации гена AKAP11, которые в несколько раз повышают риск развития биполярного расстройства.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
