Molecular Psychiatry：「类器官」新技术揭示双向情感障碍原因-杭州脑海科技有限公司

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小儿双相情感障碍是一种严重的情绪失调类神经疾病，影响美国 0.5-1% 的儿童和青少年。该疾病会导致患儿极端的情绪波动，与患儿躁狂和抑郁症状的反复发作有关，极易增加其自杀风险。然而，小儿双相情感障碍的遗传学和神经病理学机制尚不明确。

2023年4月10日，美国犹他大学的研究人员在Molecular Psychiatry （IF=13.437）上发表了题为“Neurite outgrowth deficits caused by rare PLXNB1 mutation in pediatric bipolar disorder”的研究中指出，在小儿双相情感障碍患者中观察到的大脑结构变化可能是由细胞信号传导辅助的基因功能障碍引起的。此外，研究结果还表明，实验室培养的类器官可以用于阐释精神疾病的成因。

研究人员对患有小儿双相情感障碍的儿童及其未受影响的家庭成员进行了磁共振扫描，以观察这种疾病如何改变脑区之间的连接。结果表明，在小儿双相情感障碍患者中，默认模式网络和凸显网络间的功能连接降低。但尚不清楚是什么原因导致了这些变化。

小儿双相情感障碍个体患者的脑功能连接差异

为探究其遗传学机制，研究人员将一名患有躁郁症的9岁男孩，他的父母和一个未受影响的兄弟姐妹捐赠的血细胞在适当的条件下培养细胞，诱导它们成为干细胞，长成神经元。然后将细胞转化为结构化簇，即类器官。类器官能够模仿人类大脑的早期发育，产生类似活体大脑中发生的相互作用，有利于研究人员研究神经元之间的交流。

患者iPSC来源的类器官中与神经突起生长相关的基因本体通路中基因表达失调

患者iPSC来源的皮层神经元突起生长受损

在确定患有双相情感障碍的儿童的细胞与家人的细胞异同时，研究人员发现：患者体内有一种叫做PLXNB1的与精神疾病相关的基因发生了变化。此外，研究人员还发现细胞看起来不同，即形成“神经突起”的神经元过程更短。

研究人员将正常的PLXNB1添加到患者的细胞之中，则发现神经突起生长到正常大小，从而证实了PLXNB1的突变导致了神经突起生长的变化。由此，使用基于基因的疗法或针对PLXNB1通路的治疗方法可能对小儿双相情感障碍患者具有一定的疗效。

在PBD患者中发现PLXNB1基因纯合性功能缺失突变

纯合的PLXNB1 Ser454Arg突变导致神经突起生长缺陷

功能磁共振成像显示，小儿双向情感障碍大脑的默认模式网络和凸显网络功能连接异常，其基因片段也发生了突变。研究人员认为，未来研究能够使用不同类型的先进技术(如神经影像学和神经生物学技术)，以不同的方式揭示特定疾病的神经病理学或遗传学机制。

参考文献

Yang, G., Ullah, H. M. A., Parker, E., Gorsi, B., Libowitz, M., Maguire, C., King, J. B., Coon, H., Lopez-Larson, M., Anderson, J. S., Yandell, M., & Shcheglovitov, A. (2023). Neurite outgrowth deficits caused by rare PLXNB1 mutation in pediatric bipolar disorder. Molecular psychiatry, 10.1038/s41380-023-02035-w. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s41380-023-02035-w

资讯来源

https://www.newswise.com/articles/new-technique-allows-researchers-to-dig-into-molecular-causes-of-pediatric-bipolar-disorder

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