Sự khác biệt về gen ảnh hưởng như thế nào đến nguy cơ mắc chứng rối loạn lưỡng cực?
Những hiểu biết mới mẻ từ một nghiên cứu gần đây về di truyền và sinh học của rối loạn lưỡng cực có thể cải thiện chẩn đoán và điều trị tình trạng suy nhược.
Vì vậy, các nhà khoa học tại Viện Học tập và Trí nhớ Picower tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Cambridge, những người thực hiện nghiên cứu mới đã kết luận.
Trong nghiên cứu trước đây, họ đã chỉ ra rằng một loại protein được gọi là gen dẻo ứng cử viên 2 (CPG2) giúp điều chỉnh sức mạnh của các khớp thần kinh trong mạch não. Các khớp thần kinh là các đầu nối mà qua đó các tế bào thần kinh, hoặc tế bào thần kinh, chuyển tiếp các tín hiệu hóa học cho nhau.
Trong nghiên cứu gần đây hơn, các nhà điều tra phát hiện ra rằng não của những người mắc chứng rối loạn lưỡng cực chứa mức CPG2 thấp bất thường.
Họ cũng liên kết các biến thể cụ thể trong gen CPG2 với rối loạn chức năng ở khớp thần kinh. Những khác biệt di truyền tương tự này xảy ra ở những người bị rối loạn lưỡng cực.
Nhóm báo cáo các phát hiện trong một bài báo hiện được đăng trên tạp chí Tâm thần học phân tử.
“Đó là một tình huống hiếm gặp,” tác giả nghiên cứu cao cấp Elly Nedivi, giáo sư tại khoa Sinh học và Khoa học về Não bộ và Nhận thức tại MIT cho biết, “nơi mọi người có thể liên kết các đột biến về mặt di truyền với việc tăng nguy cơ rối loạn sức khỏe tâm thần đối với rối loạn chức năng tế bào tiềm ẩn. "
“Đối với chứng rối loạn lưỡng cực, đây có thể là duy nhất,” cô nói thêm.
Cô và các đồng nghiệp không cho rằng các biến thể gen mà họ phát hiện ra thực sự gây ra chứng rối loạn lưỡng cực.
Tuy nhiên, những gì họ đang đề xuất là có những khác biệt di truyền cụ thể đó có thể khiến mọi người dễ bị rối loạn lưỡng cực hơn.
Ví dụ, trong các mô hình phòng thí nghiệm, họ đôi khi quan sát thấy rối loạn chức năng khớp thần kinh với các biến thể kết hợp thay vì đơn lẻ.
Lưỡng cực và vai trò của CPG2 trong khớp thần kinh
Theo Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia, khoảng 4,4% người trưởng thành ở Hoa Kỳ sẽ mắc chứng rối loạn lưỡng cực vào một thời điểm nào đó trong đời.
Những người bị rối loạn lưỡng cực trải qua các giai đoạn hưng cảm và trầm cảm khiến tâm trạng, mức độ hoạt động và năng lượng thay đổi nghiêm trọng.
Các giai đoạn nghiêm trọng hơn nhiều so với "thăng trầm" ảnh hưởng đến hầu hết mọi người. Họ có thể gây khó khăn trong việc thực hiện các công việc hàng ngày, hòa đồng với mọi người, học tập và theo đuổi sự nghiệp.
Rối loạn lưỡng cực là nguyên nhân chính gây ra tàn tật và tỷ lệ tử vong do tự tử cao. Thuốc không phải lúc nào cũng có tác dụng và không phải ai mắc chứng lưỡng cực cũng sẽ hồi phục hoàn toàn giữa các đợt.
Giáo sư Nedivi và nhóm của bà đã nghiên cứu khớp thần kinh trong nhiều năm.
Họ phát hiện ra rằng CPG2 ảnh hưởng đến sức mạnh của khớp thần kinh bằng cách giúp điều chỉnh số lượng các thụ thể cho các tín hiệu hóa học truyền giữa các tế bào thần kinh.
CPG2 thấp liên quan đến rối loạn lưỡng cực
Gen nắm giữ các hướng dẫn tạo ra CPG2 là Spectrin Lặp lại có chứa protein bao bọc hạt nhân 1 (SYNE1).
Khi biết rằng các nghiên cứu đã liên kết các biến thể trong SYNE1 để làm tăng nguy cơ rối loạn lưỡng cực, nhóm đã quyết định điều tra sinh học cơ bản dựa trên những phát hiện của riêng họ về CPG2.
Các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng cách kiểm tra mô não sau khi chết từ nhiều ngân hàng não khác nhau.
Các mẫu được lấy từ những người đã được chẩn đoán mắc chứng rối loạn lưỡng cực hoặc các bệnh tâm thần khác có chung một số triệu chứng của nó, chẳng hạn như tâm thần phân liệt hoặc trầm cảm nặng. Họ cũng kiểm tra các mẫu từ những cá nhân không có bất kỳ điều kiện nào trong số này.
Các cuộc kiểm tra cho thấy chỉ có mô não của những người bị rối loạn lưỡng cực chứa ít CPG2 hơn đáng kể.
Các mẫu lưỡng cực không cho thấy mức độ thấp hơn của các protein khác được biết là có vai trò trong các chức năng tiếp hợp: chỉ có CPG2 là thấp hơn.
“Phát hiện của chúng tôi,” các tác giả viết, “cho thấy mối tương quan cụ thể giữa mức CPG2 thấp và tỷ lệ mắc [rối loạn lưỡng cực] không được chia sẻ với bệnh nhân tâm thần phân liệt hoặc trầm cảm nặng.”
Tìm kiếm các liên kết đến SYNE1 biến thể
Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng các công cụ giải trình tự sâu để tìm kiếm SYNE1 các biến thể trong các mẫu mô não lưỡng cực cho thấy mức CPG2 giảm.
Họ tập trung nỗ lực vào các vùng của gen kiểm soát sự biểu hiện CPG2 và do đó là số lượng tế bào sản xuất.
Trong một bài tập riêng, họ cũng tìm kiếm các kho lưu trữ bộ gen để xác định các biến thể trong các vùng mã hóa CPG2 của SYNE1. Sự khác biệt trong mã hóa này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của protein.
Trong các thí nghiệm với tế bào thần kinh được nuôi cấy, nhóm nghiên cứu sau đó đã kiểm tra tác động tế bào của cả hai loại biến thể: những biến thể trong vùng thay đổi biểu hiện CPG2 của SYNE1 và những người trong vùng mã hóa cho protein.
Hiệu ứng từ các biến thể đơn lẻ và kết hợp
Kết quả cho thấy một số biến thể gen thay đổi biểu hiện không ảnh hưởng đến mức CPG2, trong khi những biến thể khác thay đổi đáng kể.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy hai ví dụ về các biến thể được ghép nối làm giảm biểu hiện CPG2 nhưng điều đó không có tác dụng như các biến thể đơn lẻ.
Cũng có một loạt kết quả trong các thí nghiệm với các biến thể mã hóa protein. Những điều này đã được xác định SYNE1 những khác biệt làm thay đổi cấu trúc hoặc chức năng của CPG2 theo những cách cụ thể.
Ví dụ, một SYNE1 một biến thể làm giảm khả năng gắn của CPG2 vào các “gai” có chứa các khớp thần kinh kích thích, trong khi một biến thể khác làm suy giảm chu trình của các thụ thể trong các khớp thần kinh.
Các phát hiện cho thấy cụ thể như thế nào SYNE1 Sự khác biệt xảy ra ở những người bị rối loạn lưỡng cực có thể làm đảo lộn chức năng của một loại protein đóng vai trò quan trọng trong các kết nối trong mạch não.
Hiện nay cần nghiên cứu thêm để xác định xem rối loạn lưỡng cực có thể phát triển như thế nào từ những gián đoạn tế bào như vậy.
Giáo sư Nedivi và nhóm của bà đang có kế hoạch kiểm tra ảnh hưởng của một số biến thể đối với hành vi ở động vật. Họ cũng muốn xem xét kỹ hơn một số quá trình tế bào bị gián đoạn và cách họ có thể khắc phục chúng.
Cùng với những nghiên cứu này, họ sẽ tiếp tục điều tra các mẫu người để tìm hiểu thêm về các biến thể gen cụ thể và mối liên hệ của chúng với nguy cơ và sự phát triển của rối loạn lưỡng cực.
