来自麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的研究人员，与哈佛医学院和麦克莱恩医院的同事合作，在精神分裂症患者和老年人脑中发现了基因表达的高度一致改变。这一发现揭示了精神分裂症患者和老龄化人群中常见的认知困难背后的共同生物学基础。

研究团队在《自然》杂志上描述了如何分析了来自191人的死后脑组织中超过一百万个单个细胞的基因表达。他们发现，在精神分裂症患者和没有精神分裂症的老年人中，两种称为星形胶质细胞和神经元的脑细胞类型减少了支持神经元之间连接（称为突触）的基因的表达，与健康人或年轻人相比。他们还发现了这两种细胞类型中紧密协调的基因表达变化：当神经元减少与突触相关的某些基因的表达时，星形胶质细胞相应地改变了支持突触的一组不同基因的表达。

研究团队称这一组协调的变化为突触神经元和星形胶质细胞程序（SNAP）。即使在健康的年轻人中，SNAP基因的表达在其神经元和星形胶质细胞中也总是以协调的方式增加或减少。

SNAP的见解

大脑的工作在很大程度上依赖于神经元在突触处与其他神经元连接，相互传递信号。大脑不断形成新的突触并修剪旧的。科学家认为，新的突触有助于大脑保持灵活性，并且先前的研究（包括McCarroll实验室和国际联盟科学家的努力）已经表明，许多与精神分裂症相关的遗传因素涉及有助于突触功能的基因。

在这项新研究中，McCarroll、Berretta及其同事使用单核RNA测序来更好地理解大脑在个体之间的自然差异。他们分析了来自94名精神分裂症患者和97名非患者的120万个细胞。

他们发现，当神经元增加编码突触部分的基因的表达时，星形胶质细胞增加了参与突触功能的一组不同基因的表达。这些构成SNAP程序的基因，包括许多先前识别出的精神分裂症风险因素。研究团队的分析表明，神经元和星形胶质细胞都塑造了该疾病的遗传易感性。

令他们惊讶的是，研究人员还发现，即使在非精神分裂症患者中，SNAP也差异很大，这表明SNAP可能参与健康人类的认知差异。这种差异很大一部分可以用年龄来解释；SNAP在许多（但不是全部）老年人中显著下降，包括患有和未患有精神分裂症的人。

随着对SNAP的更好理解，McCarroll表示，他希望有可能识别出对SNAP产生积极影响的生活因素，并开发有助于刺激SNAP的药物，作为治疗精神分裂症认知障碍或帮助人们随着年龄增长保持认知灵活性的方法。

同时，McCarroll、Berretta和他们的团队正在努力了解这些变化是否也存在于双相情感障碍和抑郁症等其他疾病中。他们还旨在揭示SNAP在其他大脑区域中出现的程度，以及SNAP如何影响学习和认知灵活性。

参考原文： Emi Ling, et al. “A concerted neuron–astrocyte program declines in ageing and schizophrenia”. Nature. 6 March 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07109-5.