DNA中发现自闭症和精神分裂症风险的早期线索

摘要：研究人员绘制了近1000个人类大脑从受孕后六周直至老年期DNA甲基化变化的详细图谱。该研究揭示了出生前显著的表观遗传转变，这些转变引导大脑皮层的形成，而大脑皮层支持思维、记忆和行为。

关键的是，与自闭症和精神分裂症相关的基因在生命早期显示出显著活跃的甲基化变化，这表明此处的干扰可能导致这些病症。这些发现突出了表观遗传学在大脑发育中的作用，并为未来心理健康研究奠定了基础。

关键事实

• DNA甲基化转变：主要变化发生在出生前，塑造皮层。
• 细胞类型特异性：神经元在发育早期显示出独特的DNA甲基化模式。
• 神经发育关联：与自闭症和精神分裂症相关的基因经历高度动态的DNA变化。

来源：埃克塞特大学

埃克塞特大学的研究人员绘制了人类大脑发育和衰老过程中DNA化学变化的详细时间图谱，为自闭症和精神分裂症等病症的产生提供了新见解。

该团队研究了表观遗传变化——我们DNA上控制基因开关的化学标签。这些变化对调节基因表达至关重要，引导脑细胞正确发育和分化。

这项研究在近1000个捐赠的人类大脑中检查了一种名为DNA甲基化的重要机制，涵盖从受孕后六周直至108岁的生命阶段。

研究人员聚焦于大脑皮层，这是一个参与思维、记忆、感知和行为等高阶功能的区域。生命早期皮层的正确发育对出生后支持健康大脑功能很重要。

今日发表于《细胞基因组学》的这项研究表明，DNA甲基化在出生前发生显著变化，反映了构建皮层所需关键生物途径的激活。

研究人员还发现，神经元——大脑的主要信号细胞——在发育早期开始呈现独特的DNA甲基化模式，与其他脑细胞不同。

重要的是，与自闭症和精神分裂症相关的基因在大脑发育过程中经历特别动态的DNA甲基化变化。这表明它们在大脑皮层发育中起关键作用，且这些过程的干扰可能导致这些病症。

该研究的第一作者、埃克塞特大学的爱丽丝·富兰克林表示：“通过分析DNA化学变化如何在人类寿命中塑造大脑，我们发现了自闭症和精神分裂症等神经发育病症可能为何会发展的重要线索。我们的发现突出表明，其根源可能在大脑发育的很早阶段。”

这项研究证实表观遗传过程对产生不同脑细胞类型至关重要，并可能有助于解释发育差异如何以及为何发生。

埃克塞特大学指导该研究的乔纳森·米尔教授补充说：“这项工作让我们更清楚地了解引导大脑发育的生物过程以及这些过程在不同细胞类型间的差异。从长远来看，这有助于我们更接近理解神经发育病症背后的机制。”

资金：该研究由西蒙斯基金会自闭症研究倡议、医学研究理事会和欧盟地平线计划资助。由惠康基金会和NIHR埃克塞特生物医学研究中心支持。

作者：路易丝·文内尔斯

来源：埃克塞特大学

联系：路易丝·文内尔斯——埃克塞特大学

图片：图片归功于神经科学新闻

产前和产后人类皮层中细胞类型特异性的DNA甲基化动态

我们观察到DNA甲基化存在广泛的、受发育调节的变化，在妊娠早期和中期发生显著转变，这与产后皮层中与年龄相关的修饰不同。

发育动态DNA甲基化位点在与自闭症和精神分裂症相关的基因附近显著富集，支持表观遗传失调在神经发育病症中的作用。