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基因学家开始揭开精神病进化之谜

精神疾病可以治疗,往往涉及到遗传的成分,然而,为什么进化没有淘汰精神疾病?最近的研究工作开始揭示自然选择的作用——提供一个了解精神疾病基因基础随时间变化的线索。

许多精神疾病是多基因的:他们可能涉及成百上千个基因和DNA突变。要追踪如此多的遗传区域是如何演化的是很困难的,而这些研究需要非常大的基因组数据集。但是,大规模人类基因组数据库的出现,使研究人员能够寻找精神疾病与可能推动他们产生和发展的环境和社会条件之间可能存在的联系。其他人正在寻找穴居人的基因序列,有助于解释这些疾病的图谱,以及对人类的认知能力。十月下旬,在佛罗里达州举行的美国人类遗传学会(ASHG)会议,这些团队公布了他们的研究结果。

一个研究项目发现,DNA变异的进化选择被认为可以防止精神分裂症。这项研究由伊利诺斯芝加哥大学的人口遗传学家Barbara Stranger领导,他们观察了成千上万的人类基因组,采用了一种可以识别经历了2000年的选择信号的统计方法。在基因区域没有与任何其他精神疾病相关的选择迹象。

许多精神分裂症的症状,如幻听和混乱的语句,涉及与讲话有关的脑区,西蒙·弗雷泽大学的进化生物学家Bernard Crespi说,在人类进化的历程中,说话的能力可能远远大于小、但不可避免的风险,如涉及到语言的基因可能发生故障,导致一小部分人精神分裂症。

另一个团队,康涅狄格耶鲁大学人类遗传学家Renato Polimanti,试图梳理出环境因素、精神疾病和行为特征之间的联系。

Polimanti和他的同事从横跨欧洲的23个地点获得的2455个个人的DNA样本,量化了每个人的整体精神疾病的遗传风险,如自闭症,和个性特征,如外向性。然后他们计算出这种风险是否与某些环境因素有关,如降雨、冬天的气温或传染病的流行程度。

他们发现,居住在欧洲冬季气温相对较低的地区的人,更易患精神分裂症。polimanti指出,如果帮助人们忍受寒冷的基因靠近基因组中的促进精神分裂症的变体,那么后者可能是无意中作为一个“同路人”,跟随着进化。

“这是**次好的尝试,把一些环境因素与精神疾病相关的基因变异放在一起,田纳西范德堡大学的进化遗传学家Tony Capra说。

polimanti现在计划在世界的其他地方重复研究。

解开遗传与环境的作用将是困难的,因为在过去,未知的环境条件下的选择是有利的,但今天可能是相反。

其他进化因素可能间接导致精神疾病。一个过度活跃的免疫系统被认为与许多精神疾病有关,例如抑郁症,但是一个更强大的免疫系统将使人类祖先更能抵抗疾病,Stranger说。

一些研究者通过不同的视角探索精神疾病的演变:观察穴居人和人类组织基因活性可能存在的差异。

由Capra和范德比尔特的人类遗传学家Laura Colbran领导的小组,用现代人类基因组数据库,找到的DNA标记,表明在不同的身体组织,基因调节是不同的。然后他们在两个穴居人基因组中寻找这些标记。研究小组发现,与神经系统发育相关基因,穴居人的大脑与人类大脑相比,调节不同。

所以当一个基因序列,例如FOXP2基因,与语言能力相关的DNA序列,在人类和穴居人是相同的,人类的大脑会产生更多的相关蛋白,用于提高语言能力。是否他们类似人类的大脑,是否患有类似精神疾病, 结果最终可能导致更好地了解穴居人的大脑运作。

研究精神疾病的发展仍处于早期阶段,但使用大量的人类基因组数据库的能力是一个令人兴奋的进步,”Capra说。他和他的同事们计划利用这个,调查穴居人和人类之间的遗传领域不同,寻找差异基因是如何表达的。

基因学家开始揭开精神病进化之谜


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参考文献

Geneticists are starting to unravel evolution's role in mental illness

Sara Reardon,Nature 201710


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