自2003年开创性的人类基因组计划完成以来，研究人员发现DNA中数百个位置的变化，称为遗传变异，与自闭症谱系障碍和精神分裂症等精神疾病有关。现在，一项主要研究的新发现将DNA中的许多变化与它们在大脑中的分子效应联系起来，揭示了新的疾病机制。

在“科学”杂志上发表的新论文中，来自世界各地十几所机构的加州大学洛杉矶分校的研究人员和合作者提供了有史以来关于大脑分子运作的最大数据集。这些发现为开发新一代精神疾病治疗提供了路线图。

“这项工作提供了理解精神疾病机制所必需的几个缺失环节，”两篇新论文的资深作者Daniel Geschwind博士和David Geffen学院的Gordon和Virginia MacDonald人类遗传学杰出教授说。加州大学洛杉矶分校医学。

在新论文上合作的其他机构包括加州大学圣地亚哥分校;耶鲁大学西奈山伊坎医学院，北卡罗来纳大学教堂山分校;芝加哥大学，杜克大学，约翰霍普金斯大学医学院，纽约州立大学上州医科大学和中南大学。

在过去十年中，科学家们对患有精神疾病的人进行了基因研究，将结果与健康个体进行比较，以找出在疾病患者中具有不同序列的基因。然而，他们的研究结果往往导致问题多于答案。科学家们不仅发现了与这些疾病有关的基因，还发现了基因之间发现的数百个DNA区域，称为调节DNA，似乎也存在关联。

科学家们知道DNA的这些部分可以通过多种方式控制基因的开启和关闭时间，地点和方式。然而，弄清楚哪些“调节区”影响哪些基因 - 以及因此基因编码的RNA和蛋白质 - 并不简单。

2015年，全国15个机构的研究人员，包括加州大学洛杉矶分校，聚集在PsychENCODE联盟，更详细地研究大脑的调节DNA。一个名为ENCODE的早期项目已经揭示了调节DNA的作用部分，但很明显，这些可能在大脑中与其他器官不同。PsychENCODE不仅分析了与精神疾病相关的遗传变异，还分析了来自健康个体和精神疾病患者的2,188个脑库样本中的RNA和蛋白质模式。

在一篇新论文中，Geschwind和合作者描述了这一新数据，这有助于解释数万个调控DNA部分在影响大脑中RNA和蛋白质方面的作用。数据还揭示了哪些基因最常表现为彼此同时表明新的生物学过程和途径。数据集 - 基本上是人类大脑内部分子运作的详细模型 - 现在可以作为其他研究人员挖掘疾病机制和潜在药物靶点的起点公开。

“这种资源非常庞大，你可以从选择一种与遗传变异相关的有趣疾病开始，然后开始深入研究它并发现它如何影响大脑中的分子网络，”Geschwind说。“拥有该范围的强大数据为无数新研究奠定了基础。”

在第二篇论文中，Geschwind，第一作者，格芬医学院精神病学和生物行为科学助理教授Michael Gandal博士以及其他合作者使用这些新数据专门研究RNA分子是如何失调的 - 要么出现在更高水平，更低水平或改变构象 - 在自闭症谱系障碍，精神分裂症和双相情感障碍。

研究人员利用近1,700个脑库样本，揭示了数千种RNA分子，这些RNA分子的拼接方式不同 - 具有不同的遗传物质部分 - 或者在患有精神疾病之一的人脑中呈现更高或更低的水平。

“你不能在显微镜下看大脑，看看这些疾病的实质性差异，”甘道尔说。“但我们现在已经表明，如果你仔细研究基因表达的模式，你会看到明显失调的途径。”

数据中的惊喜 - 与神经炎症和大脑免疫细胞相关的RNA水平的改变在精神分裂症，自闭症谱系障碍和双相情感障碍患者中表现出非常不同的轨迹。

此外，该研究显示了在分析新的RNA数据时查看大脑内单个细胞类型的重要性 - 在某些情况下，交替剪接的RNA与疾病相关，但仅在某些细胞类型而非其他细胞类型中发现RNA时。

最后，基于RNA结果，新基因与疾病有关;其中5例与自闭症谱系障碍有关，11例与双相情感障碍有关，56例与精神分裂症有关。

研究人员说，这些数据最重要的是作为未来研究的起点。

“这是冰山一角，”甘道尔说。“汇集2000个大脑的能力在揭示新的遗传机制方面具有革命性，但它也指出了我们不知道的程度。”