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Science 子刊 | 基因层面首次揭示:强迫症并不遗传,而是与染色质修饰失调有关

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生活中,一部分人面临着上述行为困扰,这究竟是不是强迫症?

严格来讲,强迫症是一种慢性焦虑症,其特征是重复的、强迫性的想法或强迫的动作和仪式。一些毫无意义、甚至违背自己意愿的想法或冲动反反复复侵入患者的日常生活,强烈的冲突使患者感到巨大的焦虑和痛苦,影响其学习工作、人际交往甚至生活起居。上述这些轻度的强迫习惯和真正的“强迫症”,有较大的区别。

多数人可能具有一些强迫行为的特质,像是完美主义、固执等,但其内在自我是协调的,没有冲突的。当这种人格特质失去了弹性后就会滑向不健康的部分,形成“强迫症”。近年来,强迫症的发病率正在不断攀升。研究发现,强迫症发病源于遗传因素,但并不是说这就是一种遗传疾病。相反,该病症发生在携带第一代基因突变的个体,也就是所谓的新生突变。

近日,上海交通大学林关宁教授、王振主任医师团队与Novogene生物信息学研究所团队合作,在Science Advances上发表了强迫症相关最新研究成果,文章题为“De novo mutations identified by whole-genome sequencing implicate chromatin modifications in obsessive-compulsive disorde”。该研究鉴定了4,147个全基因组新生突变,在启动子锚定的染色质环和组蛋白标记高频率区域发生突变的比例高于预期,如H3K9me3、H4K20me3和H3K36me3。结果显示,强迫症不是遗传性的,虽然后代患有强迫症,但父母没有强迫症相关的遗传证据。这是国际上首次从全基因组层面检测罕见强迫症突变来分析强迫症,也是首个提出除了常被研究的神经突触能与强迫症发病机制相关外,表观遗传中染色质修饰失调,尤其是组蛋白修饰异常在强迫症的发展中也有关键作用。

文章发表在Science Advances

研究团队招募了53个家庭参与,这些家庭由父母和至少一个患有强迫症的子女组成。患者年龄在18~65岁之间。研究人员对所有个体的组织样本进行了全基因组测序,以识别基因组规模的新变体,包括SNV、Indels和SV。研究初步鉴定了4,143个新生SNV和短Indel,并保留了4,062个新生突变。

随后,研究人员计算了五种一般突变类型的相对突变率:外显子型、内含子型、非翻译区(UTR)、ncRNA和基因间型,并评估了强迫症相关破坏性突变率。研究发现,强迫症患者中导致新生突变基因损伤的突变率显著升高。此外,患者中新生突变的GC含量或基因长度与对照组没有显著差异,表明检测到的强迫症破坏性突变率的显著性不是由GC含量或基因长度等偏差引起的。

研究发现,强迫症相关突变在启动子锚定的染色质环中显著富集(图1A),并发现在不同研究中,新生突变在启动子锚定的染色质环中的分布是相似的。其中有24个突变位点以及一个大片段缺失的突变严重影响了蛋白质结构,被这些突变影响的蛋白质在人脑中主要起到调节染色体结构的作用,且部分非编码新生突变显著聚集在染色体上具有关键功能的结构和区域。

图1.在(A)不同功能基因组区域和(B)不同染色质状态下突变率的分布。

对强迫症中突变富集、dSV定位和编码新生突变共表达的分析一致涉及染色质区域和染色质修饰相关通路。进一步分析表明,涉及SETD5、KDM3B、ASXL3和FBL的染色质修饰可能是神经递质系统表达的上游调节因子,控制必要的神经认知功能。这一连锁反应任何部分的破坏都可能导致异常的强迫性表型。同时表明,强迫症的表观遗传调控具有高度显著的、强有力的证据,并表明强迫症的潜在表观遗传脆弱性。

图2.新生突变关键基因间共表达的破坏。

此外,研究还发现大约一半的患者携带至少一个严重新生突变,该研究发现的基因也与其他神经疾病有关,包括抑郁、焦虑、厌食症和Tourette综合征。

综上,该研究发现了强迫症患者基因的共性——与强迫症相关的新生突变,证实了导致强迫症发病的遗传因素很大一部分是由新生突变导致。在所有的强迫症患者中,这些突变都与染色质环有关。此前的研究表明,RNA染色质环在转录中起着重要作用。更具体地说,研究发现新突变存在于较高比例的启动子锚定染色质环。此外,组蛋白标记的突变区域也参与了基因转录。研究团队认为,染色质修饰基因能够调节神经递质基因,而由于突变引起的这种调控问题可能会导致强迫症患者大脑的紊乱。

参考资料:
1.GUAN NING LIN , WEICHEN SONG , WEIDI WANG, etal. De novo mutations identified by whole-genome sequencing implicate chromatin modifications in obsessive-compulsive disorder, SCIENCE ADVANCES. 12 Jan 2022, DOI: 10.1126/sciadv.abi6180
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi6180#
2.Association found between de novo genetic mutations and obsessive-compulsive disorder
https://medicalxpress.com/news/2022-01-association-de-novo-genetic-mutations.html
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本文由 SEQ.CN 作者:白云 发表,转载请注明来源!

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