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大脑内基因活动取决于遗传背景:对药物安全性和疗效个性化差异的意义

首席医学网      2010年12月06日 16:08:51 Monday  
 
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【关键词】  大脑内基因活动 遗传背景 药物安全性 疗效个性化差异

 美国艾伦脑科学研究所研究人员发现,大脑内同样的基因在不同遗传背景的个体上具有不同的活动模式。这些发现可能帮助解释治疗性药物的疗效和副作用存在个体差异的现象,从而影响个性化医疗。

  这项研究结果于2010年10月19日发表于《美国科学院院报》在线版。

  在这项研究中,研究人员在7个有系谱关系的遗传特异小鼠群中比较了大脑中49个不同药物相关基因的表达或开启。通过超过15 000片组织切片分析203个特异大脑区域,准确了解这些基因激活的区域,并追踪至细胞水平。这些基因都编码知名药物,例如包括百忧解、曲坦和安里申等抗抑郁药、抗精神病药和止痛药。

  超过一半的基因表达模式在不同品系小鼠中显示了惊人的局部差异。例如,编码精神分裂症和躁郁症治疗药物再普乐作用靶点的多巴胺D2受体基因,在一个小鼠品系的内嗅皮质有活性,而在另一个品系中则没有活性。由于大脑的不同部位有不同功能,基因活性单位的差异似乎有功能上的作用。

  “显然,弄清基因如何转化成行为和个体与物种间的其他差异,需要超越于基因本身的遗传系列,” 艾伦脑科学研究所首席执行官阿兰·琼斯指出,“我们的研究结果显示,由个体基因组变种组成的特定遗传背景,能影响特定基因活性调控和表达部位。”

  综合起来,研究数据显示,亲缘关系更近的个体之间,基因表达模式上差异较小,而亲缘关系越远,差异越大。有趣的是,研究人员发现,不同遗传品系中间的表达差异更有可能在大脑“最近”进化的区域发现。这些区域经常与较高级功能,例如认知、社会行为、学习和记忆等有关。

  “这项研究表明,大规模数据库可以用来揭示在其他情况下可能被错过的基本生物学模式,”琼斯表示,“个人和物种之间很多重要差异可能由很多微小而清晰的表达组合引起。”

  琼斯补充道,“我们正在进行的艾伦人脑图谱计划,将提供多个捐赠者大脑基因表达数据,将帮助研究人员从动物模型转化至人体系统。”

  这项研究数据可以通过艾伦脑图谱数据门户网站访问,网址是http://www.brain-map.org,或可直接访问http://www.brain-map.org

  (来源:Proceedings of the National Academy of Sciences,2010;DOI:10.1073/pnas.1003732107姚立新编译)

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