发育中脑神经精神病风险的根源

对人类大脑进行的最全面的基因组分析，揭示了人类大脑发育过程中发生的变化，个体之间的差异以及自闭症谱系障碍和精神分裂症等神经精神疾病的根源。

对近2,000个大脑进行的多机构分析整合了大脑发育和功能的复杂编排，并于12月14日发表在《科学》杂志的特别版和两本姊妹出版物中的11项研究中。

耶鲁大学各学科的研究人员带头进行了四项主要研究，该大学正在领导一项雄心勃勃的创新神经科学和数据科学研究。由耶鲁大学领导的研究论文说明了15家机构的科学家正在使用大量新工具来寻找神经精神疾病的分子基础，这是美国国立卫生研究院于2015年成立的PsychENCODE联盟的目标。

有关单个基因活性的数据范围之广，以及在整个发展过程中对其进行控制的调控网络，使数据科学家能够评估精神分裂症和躁郁症等疾病的风险，其准确度比传统方法高出六倍。耶鲁大学阿尔伯特·威廉姆斯生物医学信息学教授马克·格斯坦(Mark Gerstein)领导的研究表明，已知的遗传风险变异;分子生物物理学与生物化学，计算机科学以及统计与数据科学教授;以及两本主要的科学论文的通讯作者。

研究人员还发现，这些风险变体可以在发育的早期和一生中影响基因的功能，但是由于它们在发育的不同阶段形成不同的组或模块，因此更有可能表现为症状。

耶鲁大学的纳内德·塞斯坦(Nenad Sestan)实验室的发现解释了为什么发展许多神经精神疾病(例如自闭症和精神分裂症)的风险会随时间变化。塞斯坦(Sestan)是神经科学，比较医学，遗传学和精神病学教授，并且是两本主要的《科学》论文的相应作者或共同通讯作者，

健康的大脑发育和神经功能依赖于基因表达的精确调控，而基因表达因人脑中的区域和细胞类型而异。塞斯坦的实验室发现，人类大脑16个区域在发育过程中的细胞类型差异可能是决定遗传风险是否转化为神经精神疾病的关键因素。

他们还发现，细胞类型和基因表达活性的最大变化发生在产前发育的早期，在怀孕后期和儿童早期减少，并在青春期早期又开始增加。恒河猴(一种与人类密切相关的灵长类动物)共有这种“杯状”发育模式。此外，由塞斯坦实验室领导的同一项研究还确定了人与猕猴之间大脑发育的特征，包括人类晚期儿童的独特基因表达特征。

研究人员发现，正是在这些最大的发展变化时期，风险敏感性基因倾向于在某些大脑区域形成不同的网络或模块。与自闭症相关的模块倾向于在发展的早期形成，而与精神分裂症以及智商和神经质相关的模块则倾向于在生命的后期形成。研究人员说，这也许可以解释为什么自闭症等神经精神疾病会出现在儿童早期，而精神分裂症则会出现在成年早期。该分析还显示了与疾病相关的基因如何在特定的细胞类型中表达，这有助于确定与疾病相关的特定遗传变异的范围和影响。

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