大脑连接中断与精神分裂症的遗传缺陷有关

纽约，纽约，2010年3月31日——哥伦比亚大学医学中心的研究人员揭示了一种基因变异是如何通过破坏海马体和大脑前额皮质之间的交流而导致精神分裂症的，这可能是迄今为止提供的最令人信服的证据。被认为是负责执行工作记忆的区域。研究结果发表在最新一期的《自然》杂志网络版上。

这一发现正值哥伦比亚精神病学研究人员Maria Karayiorgou医学博士首次发现精神分裂症与一种基因突变(人类22号染色体上的微缺失，即22q11缺失)之间的联系的15周年纪念日。Maria Karayiorgou博士是这项研究的合著者。先前的研究表明，大约30%的缺失基因的患者会继续发展为精神分裂症。

Karayiorgou博士说:“我们知道这种遗传缺陷使我们容易患精神分裂症，现在我们已经确定了一种明确的病理生理机制，说明这种缺失是如何增加患精神分裂症的风险的。”Karayiorgou博士在1995年发现了22q11突变与精神分裂症之间的联系。从那时起，Karayiorgou博士和Joseph a . Gogos医学博士(该研究的资深作者)已经建立并致力于这种突变的神经生物学研究。

尽管精神分裂症以其妄想和幻觉而闻名，但这种疾病对工作记忆等认知能力的影响——工作记忆是执行功能的一个关键因素——最能预测一个人在社会中的表现。

使用鼠标模型与22 q11删除高级作者约书亚戈登,医学博士,博士和约瑟夫•a .老奶奶们,医学博士,博士及其团队,记录小鼠的神经活动执行工作记忆的认知任务时,发现他们的表现是完全中断,或受损,与健康小鼠相比

(Karayiorgou博士是精神病学教授，Gogos博士是生理学和神经科学副教授，Gordon博士是哥伦比亚大学医学中心精神病学助理教授)。

在健康小鼠中，海马体将空间信息发送到前额叶皮层，但在22q11突变小鼠模型中，这种连接出现了故障，这种沟通要么被削弱，要么完全失败。

作为认知试验的一部分，这些老鼠被测试在一个t形迷宫中导航。为了成功完成这项任务，老鼠们必须回忆它们走过的方向，然后选择相反的方向去接受下一个奖励。健康的老鼠很容易学会这项任务，而携带精神分裂症突变的老鼠需要更长的时间来掌握它，这表明精神分裂症老鼠模型在这项任务上存在行为缺陷。

“我们发现,成功完成所需的任务在我们的健康小鼠大脑的两个区域——海马和前额皮质——一起工作,和在我们的小鼠模型,信息传递效率较低,或无法发生,”戈登博士说。

此外，研究人员还报告说，他们能够在单个老鼠身上显示出这种缺陷的程度。

“它们表现出的缺陷有多少是不同的，这与行为缺陷的程度相关，所以对于个体老鼠来说，这些结构之间的交流更少，就有更多的行为缺陷。”哥伦比亚精神病学戈登博士实验室的博士后研究科学家、该论文的合著者Torfi Sigurdsson博士说。

最近的人类成像研究表明，在精神分裂症患者的海马体和前额叶皮层之间的功能连接可能存在异常，然而，这些发现与疾病的原因(比如基因风险变异)之间的关系尚不清楚，或者是疾病本身或药物治疗的结果。

西古德森博士说:“现在我们真的是在单个细胞的水平上，所以我们的发现超越了患者研究，显示了由于遗传风险变体，单个神经元水平上的连通性是如何被破坏的。”

研究人员表示，这项研究的另一个优势是，可以直接测量两个区域之间的交流。

戈登博士说:“它明确地确立了这种沟通的缺陷，这是早期研究无法做到的——不仅因为我们可以分离出疾病的基因，而且我们还可以直接测量这些结构之间的连通性。”

“22q11缺失小鼠模型使我们能够探索这些突变如何改变我们在精神分裂症患者身上看到的大脑功能和异常行为。总的来说，这正是我们在22q11上的研究和研究项目所完成的。”

“我们现在知道，这种缺失的后果之一是破坏了这两个大脑区域之间的功能交流，我们从研究中得到的证据表明，这种破坏实际上对患者的认知行为产生了影响，因此，它给我们提供了一个强有力的迹象，表明这种缺失是如何导致精神分裂症的发展的。”他补充道。“类似的功能连接异常可能也可以解释这种疾病的其他症状，可以用来更好地评估治疗反应，最重要的是，可以用来开发新的药物。”

接下来，研究人员计划测试海马体和前额叶皮层之间的结构联系，因为这两个区域之间的同步似乎是通过解剖学联系来调节的。研究人员将在这个小鼠模型中检查这些连接的解剖学和突触特性如何变化，并将致力于识别导致这种变化的基因。

《自然》杂志这项研究的作者是Torfi Sigurdsson, Kimberly L. Stark, Maria Karayiorgou, Joseph A. Gogos和Joshua A. Gordon。

这项研究得到了西蒙斯基金会、国家心理健康研究所(NIMH)和利伯精神分裂症研究和治疗中心的部分支持。

与流行的看法相反，精神分裂症不是人格分裂;它是一种慢性、严重和致残的大脑疾病，影响了仅仅超过1%的成年人，其特征是与现实失去联系(精神病)、幻觉(通常是幻听)、坚定的错误信念(妄想)、异常的思维，一系列受限制的情绪(扁平的影响)或不适当和紊乱的行为，社会退缩和减少的动机。

该病通常发生在成年早期，尽管许多人经历了一定程度的康复，但也有许多人经历了严重的终生残疾。精神分裂症患者经常在社会和人际关系中出现问题，在残疾人、无家可归者和被监禁者中比例过高。

导致精神分裂症的确切原因尚不清楚，但目前的研究表明遗传和环境因素的结合。然而，从根本上说，这是一个生物学问题(涉及到大脑的变化)，而不是由贫穷的父母或精神不健康的环境造成的。

哥伦比亚大学医学中心在基础、临床前和临床研究、医学和健康科学教育以及病人护理方面具有国际领先地位。医疗中心在内科和外科医学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院、艺术和科学研究生院的生物医学系以及联合研究中心和机构培养未来的医疗保健领导者。哥伦比亚大学内外科医生学院成立于1767年，是美国第一个授予医学博士学位的学院。CUMC是纽约州最大的医学研究企业，也是美国最大的医学研究企业之一。访问www.cumc.columbia.edu．

哥伦比亚精神科名列全国最好的院系和精神病学研究机构之列，对理解和目前治疗精神疾病(包括抑郁症、自杀、精神分裂症、躁郁症和焦虑症以及儿童精神疾病)做出了巨大贡献。该科室位于纽约长老会医院/哥伦比亚大学医学中心的纽约州立精神病学研究所，位于上曼哈顿的华盛顿高地社区，与哥伦比亚大学内科和外科学院各学科的医生享有合作关系。访问http://columbiapsychiatry.org/．