科技日?qǐng)?bào)記者 劉園園

記者3月20日從西湖大學(xué)獲悉，該校未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心楊劍課題組利用一種新方法，繪制出將疾病與相關(guān)細(xì)胞分布關(guān)聯(lián)起來(lái)的“導(dǎo)航圖”，并成功定位了抑郁癥、精神分裂癥等復(fù)雜疾病的相關(guān)細(xì)胞及其空間分布。相關(guān)研究成果當(dāng)天在線發(fā)表于《自然》。

過(guò)去，全球科學(xué)家通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS），成功鑒定出大量與復(fù)雜疾病和人體特征相關(guān)的遺傳變異。但該技術(shù)無(wú)法解釋，這些變異如何通過(guò)人體中哪些特定的細(xì)胞，影響疾病的發(fā)生和發(fā)展。

“理論上，每個(gè)細(xì)胞都對(duì)應(yīng)一組活躍表達(dá)的標(biāo)簽基因。這組基因就像是細(xì)胞的身份證，反映了細(xì)胞的類型、狀態(tài)、空間位置等信息?！睏顒榻B，在研究過(guò)程中，課題組注意到近年來(lái)逐步成熟的新技術(shù)——空間轉(zhuǎn)錄組。GWAS將復(fù)雜疾病與特定基因關(guān)聯(lián)起來(lái)，而空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)則將特定基因與細(xì)胞位置關(guān)聯(lián)起來(lái)。

于是，研究團(tuán)隊(duì)試圖開發(fā)出一種新方法，將兩種技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)，以基因?yàn)闃蛄?，將?fù)雜疾病與細(xì)胞位置對(duì)應(yīng)起來(lái)。

基于公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的大腦空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)修改與調(diào)試，他們研發(fā)出一個(gè)創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)分析模型，并將其命名為“gsMap”。該模型就像一張可以追蹤疾病相關(guān)細(xì)胞的“導(dǎo)航圖”。利用它，不僅能夠識(shí)別復(fù)雜疾病所對(duì)應(yīng)的細(xì)胞類型，還能“定位”到這些細(xì)胞在人體中的位置。

“借助gsMap，我們發(fā)現(xiàn)，不論是精神分裂癥還是抑郁癥，都與谷氨酸能神經(jīng)元有顯著關(guān)聯(lián)。但在對(duì)應(yīng)不同疾病時(shí)，它們的分布位置是不同的?！睏顒φf(shuō)。

具體而言，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，與抑郁癥關(guān)聯(lián)的谷氨酸能神經(jīng)元，集中分布在中腦和內(nèi)側(cè)前額葉皮層深部。分析顯示，這些神經(jīng)元表現(xiàn)出顯著的可塑性特征：在受到特定刺激后，神經(jīng)元突觸會(huì)表現(xiàn)出較為靈活的變化，既可以互相連接，也可以互相斷開。

不僅如此，活躍在這個(gè)位置的基因，與精神藥物靶向的基因重合度較高，是其他大腦皮層區(qū)域的16倍，突顯了該腦區(qū)在抑郁癥干預(yù)和靶向治療中的潛在作用。

此外，與精神分裂癥關(guān)聯(lián)的谷氨酸能神經(jīng)元，集中分布于大腦皮層和海馬區(qū)域，這些位置與智商相關(guān)的細(xì)胞位置非常接近，甚至存在重疊。

（西湖大學(xué)供圖）