美国斯克利普斯研究所的科学家们已经发现，在精神分裂症患者的某些脑细胞中DNA处于紧紧缠绕中。此发现表明，已发展的其他疾病的药物最终可能提供作为一种治疗精神分裂症及老年人相关疾病的希望。
这项研究现在已发表在新一期《自然--转化精神病学》上，它表明缺陷在年轻人中尤其明显，有意义治疗可能在最小化或甚至是逆转精神分裂症症状中是早期最有效的，其中精神分裂症是其他问题中一种与幻觉，错觉，和情感的困难相关的潜在破坏性心理障碍。
"发现令我们兴奋不已"，美国斯克利普斯研究所的一位主持此项研究的神经科学家Elizabeth Thomas教授说，"这里还有一个其他药物发挥作用的结，这可能意味着一个临床试验开发我们发现的更快速通道。"
一个有前景的新领域
在过去的这些年里，研究人员逐渐认识到不依赖于遗传缺陷的细胞水平改变在引发疾病方面起着重要作用。有一系列这种所谓后生效应的东西，它们在不改变一个人DNA密码的情况下改变DNA功能。
后生研究的一个关键部分与组蛋白相关。这些组蛋白是DNA所缠绕的结构性蛋白。"机体的每个细胞内有太多的DNA，除非它被紧密有效地包装，否则它在细胞内不会装配好"，Thomas说。组蛋白"尾巴"有规则地经受化学修饰以释放或重装配DNA。当组蛋白被乙酰化，DNA部分被暴露，基因就可被利用。组蛋白-DNA复合物，也就是已知的染色体，时常松驰和压缩以暴露不同的基因，因此没有单一正确或错误的构型。但是平衡能以引发或恶化疾病的方式改变。
DNA是用于构建无数生命必需蛋白的细胞内机制的指南。如果指南部分是因为组蛋白没有被适当地乙酰化面在不应该的时候被关闭，那么基因就会被有效地关掉，这时他们不应该与任何不利作用相关。大量的研究团队已发现，改变的乙酰化作用可能是从神经退行性疾病到药物成瘾性其他情况下的关键因子，例如亨延顿氏舞蹈病和帕金森氏病。
一个好点子
Thomas一直在研究组蛋白乙酰化在亨延顿氏舞蹈病中的作用，开始想知道基因调节的相似机制在精神分裂症中是否也重要。在两种疾病中，Thomas以往的研究已表明，患者的某些基因活性比健康人的要低很多。"我想到了我们看见相同基因改变，于是我想，'嘿，让我们试试'，"她说。
与主要作者、她实验室的博士后Bin Tang，和墨尔本大学的澳大利亚同事布瑞恩一起努力，Thomas获得了由美国和澳大利亚医疗"大脑银行"保存的精神分裂症患者与健康人死后的大脑样本。一个样本是病人自己同意死后为科学研究捐献一些或所有遗体，另一个样本是病人家属同意捐献。
大量的后生研究已集中于DNA本身的化学性改变。组蛋白改变已更难以研究，因为这样的研究要求组蛋白和基因仍然化学性完整。许多研究人员担心这些键在死后的大脑中会被破坏。但是，Thomas研究团队能发展一种保持组蛋白-DNA相互作用的技术。"当许多人认为这被丧失时，我们能显示出这些相互作用确实在死后大脑中被保持，允许我们实施这些研究"，Thomas说。
与健康人的相比较，精神分裂症患者的大脑样本在阻止基因表达的某些组蛋白部分显示低水平乙酰化作用。另一个重要的发现是，患精神分裂症年轻人的这个问题更加明显。
新治疗选择的需要
在精神分裂症受试者中什么正好引起乙酰化缺陷--什么让某些基因指南内容关闭--还不清楚，但是医学角度看这没有关系。如果研究人员能确实地指出乙酰化作用是这个问题的原因，他们能找到打开关闭指南页的方法，有希望地治愈或改善病人病情。
Thomas看见巨大的潜力。基于在年轻患者大脑更明显的结果，她相信用组蛋白脱乙酰基酶抑制剂治疗可能更好地证明在逆转或阻这种病情发展方面是有希望的，尤其是在年轻患者。精神分裂症的当前药物往往只治疗一些症状，如幻觉与错觉，药物的主要副作用是运动问题、体重增加和糖尿病。如果脱乙酰基酶抑制剂有效地治疗了这个疾病的根本原因，充分证明无毒，他们可能改善另外症状，提供一个治疗选项的主要拓宽。
有趣的是，一些折磨老年人的认知缺陷看起来与精神分裂症相当相似，这两种情况至少分享了一些大脑异常。因此，脱乙酰化酶抑制剂可能也对老年相关性问题起作用，甚至可能证明是基于家族史或其他指标上认知能力下降的高风险人群的一种有效预防措施。（生物谷bioon.com）
doi:10.1038/tp.2011.61
PMC:
PMID:
Disease- and age-related changes in histone acetylation at gene promoters in psychiatric disorders
B Tang, B Dean and E A Thomas
Abstract Increasing evidence suggests that epigenetic factors have critical roles in gene regulation in neuropsychiatric disorders and in aging, both of which are typically associated with a wide range of gene expression abnormalities. Here, we have used chromatin immunoprecipitation-qPCR to measure levels of acetylated histone H3 at lysines 9/14 (ac-H3K9K14), two epigenetic marks associated with transcriptionally active chromatin, at the promoter regions of eight schizophrenia-related genes in n=82 postmortem prefrontal cortical samples from normal subjects and those with schizophrenia and bipolar disorder. We find that promoter-associated ac-H3K9K14 levels are correlated with gene expression levels, as measured by real-time qPCR for several genes, including, glutamic acid decarboxylase 1 (GAD1), 5-hydroxytryptamine receptor 2C (HTR2C), translocase of outer mitochondrial membrane 70 homolog A (TOMM70A) and protein phosphatase 1E (PPM1E). Ac-H3K9K14 levels of several of the genes tested were significantly negatively associated with age in normal subjects and those with bipolar disorder, but not in subjects with schizophrenia, whereby low levels of histone acetylation were observed in early age and throughout aging. Consistent with this observation, significant hypoacetylation of H3K9K14 was detected in young subjects with schizophrenia when compared with age-matched controls. Our results demonstrate that gene expression changes associated with psychiatric disease and aging result from epigenetic mechanisms involving histone acetylation. We further find that treatment with a histone deacetylase (HDAC) inhibitor alters the expression of several candidate genes for schizophrenia in mouse brain. These findings may have therapeutic implications for the clinical use of HDAC inhibitors in psychiatric disorders.
