新方法成功定位抑鬱症相關細胞“座標”

科技日報北京3月20日電 （記者劉園園）記者20日從西湖大學獲悉，該校未來產業研究中心楊劍課題組利用一種新方法，繪製出將疾病與相關細胞分佈關聯起來的“導航圖”，併成功定位了抑鬱症、精神分裂症等複雜疾病的相關細胞及其空間分佈。相關研究成果當天在線發表於《自然》。

過去，全球科學家通過全基因組關聯研究（GWAS），成功鑑定出大量與複雜疾病和人體特徵相關的遺傳變異。但該技術無法解釋，這些變異如何通過人體中哪些特定的細胞，影響疾病的發生和發展。

“理論上，每個細胞都對應一組活躍表達的標籤基因。這組基因就像是細胞的身份證，反映了細胞的類型、狀態、空間位置等信息。”楊劍介紹，在研究過程中，課題組注意到近年來逐步成熟的新技術——空間轉錄組。GWAS將複雜疾病與特定基因關聯起來，而空間轉錄組技術則將特定基因與細胞位置關聯起來。

於是，研究團隊試圖開發出一種新方法，將兩種技術方法結合起來，以基因為橋樑，將複雜疾病與細胞位置對應起來。

基於公共數據庫中的大腦空間轉錄組數據，經過反覆修改與調試，他們研發出一個創新性的數據分析模型，並將其命名為“gsMap”。該模型就像一張可以追蹤疾病相關細胞的“導航圖”。利用它，不僅能夠識別複雜疾病所對應的細胞類型，還能“定位”到這些細胞在人體中的位置。

“藉助gsMap，我們發現，不論是精神分裂症還是抑鬱症，都與穀氨酸能神經元有顯著關聯。但在對應不同疾病時，它們的分佈位置是不同的。”楊劍説。

具體而言，研究團隊發現，與抑鬱症關聯的穀氨酸能神經元，集中分佈在中腦和內側前額葉皮層深部。分析顯示，這些神經元表現出顯著的可塑性特徵：在受到特定刺激後，神經元突觸會表現出較為靈活的變化，既可以互相連接，也可以互相斷開。

不僅如此，活躍在這個位置的基因，與精神藥物靶向的基因重合度較高，是其他大腦皮層區域的16倍，突顯了該腦區在抑鬱症干預和靶向治療中的潛在作用。

此外，與精神分裂症關聯的穀氨酸能神經元，集中分佈於大腦皮層和海馬區域，這些位置與智商相關的細胞位置非常接近，甚至存在重疊。