Nature：虽然不想承认，但衰老和精神分裂症患者的基因活动惊人的相似！

来自麻省理工学院布罗德研究所、哈佛大学、哈佛医学院和麦克莱恩医院的研究人员发现，精神分裂症患者和老年人脑组织中基因活动的一系列变化惊人地相似。这些变化表明，在精神分裂症患者和老年人中常见的认知障碍有一个共同的生物学基础。

　　

来自麻省理工学院Broad研究所、哈佛大学、哈佛医学院的研究人员发现，精神分裂症患者和老年人脑组织中基因活动的一系列变化惊人地相似。这些变化表明，在精神分裂症患者和老年人中常见的认知障碍有一个共同的生物学基础。

在《自然》杂志上发表的一项研究中，研究小组描述了他们如何分析来自191人死后脑组织的100多万个单个细胞的基因表达。他们发现，与健康或年轻人相比，在精神分裂症患者和没有精神分裂症的老年人中，被称为星形胶质细胞和神经元的两种脑细胞类型的基因表达减少，这些基因支持神经元之间的连接，即突触。他们还发现了两种细胞类型中紧密同步的基因表达变化：当神经元减少与突触相关的某些基因的表达时，星形胶质细胞类似地改变了支持突触的一组不同基因的表达。

研究小组将这种协调的变化称为Synaptic Neuron and Astrocyte Program (SNAP)，也就是突触神经元和星形胶质细胞程序(生物通注)。即使在健康的年轻人中，SNAP基因在他们的神经元和星形胶质细胞中的表达也总是以协调的方式增加或减少。

该研究的资深作者之一、Broad研究所Steve McCarroll说:“科学通常关注的是每种细胞类型自己表达的基因。但是来自许多人的脑组织，以及对这些数据的机器学习分析，帮助我们认识到一个更大的系统。这些细胞类型并不是独立的个体，而是紧密协作的。这些关系的强度让我们叹为观止。”

众所周知，精神分裂症会导致幻觉和妄想，至少部分可以通过药物治疗。但它也会导致认知能力下降，目前还没有有效的治疗方法，在老年人中也很常见。新的发现表明，这两种情况下的认知变化可能涉及大脑中类似的细胞和分子改变。

“为了检测精神分裂症和衰老中星形胶质细胞和神经元之间的协调，我们需要研究来自大量个体的组织样本，我们感谢所有选择将自己的大脑捐赠给研究以帮助其他患有脑部疾病的人的捐赠者，我们愿意将这项工作献给他们。”哈佛医学院副教授Sabina Berretta说。

McCarroll实验室的博士后研究员Emi Ling是这项研究的第一作者。

SNAP新见解

大脑之所以能工作，在很大程度上是因为神经元通过突触与其他神经元相连，并在突触处相互传递信号。大脑不断地形成新的突触并修剪旧的突触。科学家们认为新的突触有助于我们的大脑保持灵活，研究（包括这一组研究人员之前的努力）已经表明，许多与精神分裂症有关的遗传因素都涉及到有助于突触功能的基因。

在这项新研究中， McCarroll, Berretta等人利用单核RNA测序技术来测量单个细胞中的基因表达，从而更好地了解个体之间大脑的自然变化。他们分析了来自94名精神分裂症患者和97名正常人的120万个细胞。

他们发现，当神经元增强编码部分突触的基因的表达时，星形胶质细胞增加了与突触功能有关的一组独特基因的表达。这些基因构成了SNAP，包括许多先前确定的精神分裂症风险因素。研究小组的分析表明，神经元和星形胶质细胞都形成了这种疾病的遗传易感性。

Ling说:“科学界早就知道神经元和突触对精神分裂症的风险很重要，但通过从不同的角度来思考这个问题——询问每种细胞类型动态调节的基因，我们发现星形胶质细胞也可能参与其中。”

令他们惊讶的是，研究人员还发现，即使在没有精神分裂症的人群中，SNAP也存在很大差异，这表明SNAP可能与健康人的认知差异有关。这种差异在很大程度上可以用年龄来解释;SNAP在许多(但不是全部)老年人中大幅下降，包括患有和没有精神分裂症的人。

McCarroll说，随着对SNAP的更好理解，他希望有可能确定对SNAP有积极影响的生活因素，并开发有助于刺激SNAP的药物，作为治疗精神分裂症认知障碍或帮助人们在衰老时保持认知灵活性的一种方法。

与此同时，这一团队正在努力了解这些变化是否存在于双相情感障碍和抑郁症等其他疾病中。他们还旨在揭示SNAP在其他大脑区域出现的程度，以及SNAP如何影响学习和认知灵活性。