史丹福大學:精神疾病是人類大腦進化中的BUG

2020-11-29 健康界

在科學出現之前，患有精神疾病的人常被當成被鬼怪附身或是瘋子。隨著醫學的發展，研究者提出假設：精神分裂症、雙相情感障礙等精神類疾病可能是人類大腦進化過程中出現的「副作用」。

○ 作者 | 幹玎竹

○ 編輯 | 趙亞楠

○ 來源 | 搜狐健康

近日，美國史丹福大學的全基因組關聯研究（Genome-wide association studies ）成果鎖定了與精神分裂和情感障礙相關的基因位點。

雙相情感障礙和精神分裂症是高度遺傳性疾病，影響著全世界超過3%的人。在對機理探究時，研究人員發現這兩種神經精神疾病的風險與人類鈣通道基因CACNA1C第三內含子中100KB區間（非編碼DNA中的重複序列）密切相關。該研究發現發表在8月9日的《美國人類遺傳學雜誌》上。

（人類特有的串聯重複序列區由30個序列單位組成，在眾多千鹼基序列中從頭到尾重複）

美國史丹福大學發展生物學教授、項目負責人David Kingsley在雜誌的新聞發布會上說:「這些核苷酸序列的結構、順序變化可能導致了人類進化過程中CACNA1C功能的變化，增加了現代人罹患精神疾病的風險。」

研究者認為，這一發現可以改善精神分裂症和雙相情感障礙患者的治療。雖然精神分裂症和雙相情感障礙根據臨床症狀被歸類為不同的疾病，但它們有一組相似的基因組風險變異體。目前鈣通道藥物的療效好壞參半，而通過DNA重複序列的測定，有助於識別那些最有可能對目前鈣通道藥物產生應答的患者。

遺傳因素是情感障礙和精神分裂症最主要的危險因素，它們擁有共同的基因重疊。研究認為 Cav1.2 參與了細胞膜鈣離子通透性改變，導致細胞內信號途徑活性和基因轉錄及突觸可塑性改變，在調整大腦高級複雜功能如認知、情感、行為等起著重要作用。CACNA1C多態性與情感障礙、精神分裂症、抑鬱症等精神疾病有關，是多種精神疾病的易感基因。

（人類特有的重複序列在神經細胞中作為增強子）

研究者同時指出，CACNA1C基因第三內含子中100KB區間重複序列為人類特有，在試驗中，該重複序列降低了人類神經祖細胞系中增強子的活性，可能是其他組織或發育時間點更複雜表達差異的基礎。科學家們需進一步研究CACNA1C基因變異患者的鈣通道活性是增多還是減少。Kingsley解釋，這些重複序列可能給人類大腦帶來了進化上優勢，同時它們增加了精神分裂症和雙相情感障礙等疾病的風險。

人類與黑猩猩分道揚鑣後，許多自閉症相關基因的調控元件發生了快速演變

隨著我們對精神疾病的研究日益加深，神經科學家們分析了精神疾病為何會出現，認為：那些患有精神疾病的人可能是人類為認知能力發展付出的代價。

2008年刊登於開放期刊《基因組生物學》（Genome Biology）的一項研究提示，在進化過程中，為了調和不斷增長的大腦體積和有限的攝入能量之間的矛盾，大腦中調控代謝的分子發生了快速的適應性變化。一項著名的理論指出，諸如精神分裂症之類的精神類疾病，就是這種戲劇性的分子變化帶來的副作用。

一些科學家認為，創造人類語言和言語的代價，就是人類基因組中出現自閉症和精神分裂症。事實上，無序或混亂的言語是精神分裂症的一個顯著症狀。另外，雖然很多疾病都會同時發生在人類和其他物種身上，精神分裂症卻是人類獨有的。

在這項2008年的研究中，科學家發現「與能量代謝和大腦的高能耗功能相關的基因，以及與代謝調控和大腦功能有關代謝物，在精神分裂症患者中都發生了改變，同時，兩者在近期的人類進化中似乎也發生了迅速的變化，進化上的改變可能是它們被正向選擇的結果。」

參考資料：

1.https://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(18)30238-6

2.https://www.webmd.com/mental-health/news/20180809/brain-evolution-may-play-role-in-mental-illnesses

3.https://www.scientificamerican.com/article/geneticists-are-starting-to-unravel-evolution-rsquo-s-role-in-mental-illness/

4.http://bigthink.com/philip-perry/schizophrenia-is-likely-a-side-effect-of-our-brains-complex-evolution

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