文摘
PPARD已建议为精神分裂症的病因(SCZ)与底层机制不太为人所知。在这里,我们首先收集和分析PPARD从三组表达谱:(1)18健康控制(HC)科目,(2)14(杆)临床高危患者,和(3)19的早期发病SCZ (EOS)患者。之后,我们进行了系统的路径分析探讨潜在机制参与PPARD SCZ的病态发展施加影响。HC组相比,PPARD略减少的表达在EOS集团( ; )和增加装备集团( ; )。然而,有一个显著区别EOS组和科集团( ; ),反映出PPARD变异量表达式SCZ爆发之前和之后。路径分析表明,超表达PPARD可能调节十蛋白质或分子抑制SCZ的病态发展,包括八个SCZ推动者的失活和刺激两个SCZ抑制剂。我们的结果支持PPARD和SCZ之间的联系。确定的途径可以帮助理解的潜在机制PPARD有助于SCZ的病因。
1。介绍
精神分裂症(SCZ)是普遍的,往往也是禁用精神疾病特征不仅由不同组临床症状(1),但在神经认知和神经生理学功能广泛的赤字(2,3]。前驱的时期被认为是一个高风险的临床症状和先于疾病发病1到6年(4,5]。主题与这些特征被称为临床高危(杆)患者中,约有三分之一发展SCZ和是否恢复正常4,5)(PMID: 8782291;PMID: 1571314)。早发性SCZ (EOS),定义为SCZ发作在21岁生日之前,显示了更糟糕的心理障碍和不良预后6]。作为一个神经发育疾病(7),SCZ童年往往有更高的可能性神经发育异常(8]。
PPARD核激素受体,管理各种各样的生物过程(9]。这个基因被建议在发展中发挥的作用一些慢性疾病,包括糖尿病、肥胖、动脉粥样硬化和癌症(10]。几项研究已经表明,PPARG可能导致SCZ的病因11- - - - - -13]。例如,太阳等人的研究表明,PPARD多态性与SCZ rs2076169有等位协会( , )在三个研究中使用一个传输不平衡测试(11]。前川等人发现了一个明显的下调表达PPARD ( )与对照组相比在个人SCZ [12]。Dzana等人还发现多个基因的遗传变异之间的联系包括PPARD和腰围增加SCZ患者( )(13]。然而,这种现象的潜在机制对于PPARD-SCZ协会在很大程度上是未知的。
探索PPARD和SCZ之间的关系,我们研究了表情的变化PPARD装备和EOS组相比,健康控制(HC)组。科是一个特殊的状态SCZ之前其发病。我们假设PPARD表达式所对应组的变化可能导致基因的调节不是SCZ组中观察到。在那之后,我们进行了一次系统的生物信息学分析和确定多个通路通过SCZ PPARD可以施加影响。我们之间的关系的研究提供了新的证据PPARD SCZ和添加新见解的角色的理解PPARD SCZ的病因。
2。材料和方法
2.1。招聘主题表达谱集合
所有与会者都无关的汉族招募了来自中国北部,18岁以下的年。EOS患者诊断的2副医生根据精神障碍的诊断与统计手册:第四版(dsm - iv)和中国版的修改后的结构化临床访谈dsm - iv,病人版本(SCID-I / P)。数值的总分≥60岁,智商分数≥70。排除包括有机疾病患者的心脏、肝脏、肾脏;各种免疫疾病、脑损伤或大脑先天畸形;的脑部肿瘤和癫痫;精神发育迟滞,连同任何服用抗精神病药物,狂躁症药物、抗抑郁药、或心境稳定剂。此外,我们排除了严重病人兴奋或冲动。科患者评估的结构化面试有前驱症状的综合征(口)14]。这一组的排除标准是一样的EOS组。健康对照组(HC)被年龄和性别匹配的选择没有采取任何药物在最近的一个月。排除标准包括(1)会议的标准包含或排除的患者,(2)有任何精神或神经系统疾病的家族史,(3)新生儿头部受伤或相关的疾病,(4)有高烧的痉挛,和(5)是一个被收养的孩子生活在一个单亲家庭。
所有青少年参与者的知情同意签署了他们的父母。下的研究协议批准山西医科大学第一医院(道德准则:2019 - y01)。
2.2。RNA提取和数量控制
总RNA提取的所有样本被snap-frozen使用试剂盒试剂(美国)表达载体,卡尔斯巴德,CA,根据制造商的先前的协议(15]。从每个样本量化的总RNA NanoDrop nd - 1000和RNA完整性评估标准变性琼脂糖凝胶电泳。
2.3。RNA标记和微阵列杂交
RNA标签和微阵列杂交后常规流程描述如下(16]。人类LncRNA Arraystar数组v2.0是专为研究人员感兴趣的剖析lncRNAs和人类基因组蛋白质编码的rna。样品标签和数组按照安捷伦一种颜色芯片杂交进行基因表达分析协议(安捷伦科技)和少量修改。短暂,信使核糖核酸纯化从总RNA后删除rRNA (mRNA-ONLY™真核mRNA隔离设备,中心)。然后,每个样本放大和转录成荧光cRNA沿整个长度的成绩单没有3偏见利用随机启动的方法。的标签cRNAs被RNeasy纯化迷你包(试剂盒)。的浓度和具体活动标记cRNAs (pmol Cy3 /μg cRNA)是衡量NanoDrop nd - 1000。1μ通过添加11 g的每一个标记的cRNA支离破碎μl 10 x阻滞剂和2.2μ25 l x碎片缓冲然后加热30分钟的混合物在60°C。最后,55μl 2 x GE杂交缓冲加入稀释cRNA的标签。100年μl杂交的解决方案被分发到垫片幻灯片和装配在RNA表达微阵列。幻灯片孵化了17个小时在一个安捷伦杂交烤箱65°C。杂化数组洗,固定,使用安捷伦DNA微阵列扫描仪扫描(零件号G2505C)。微阵列的工作是由康晨生物科技(上海)。
2.4。生物信息学分析
获得更好的理解基因表达产生的不同组的受试者并探索可能的角色PPARD SCZ的病因,我们进行了以路径分析来识别可能的分子通路连接PPARD和SCZ。具体地说,通过使用工具路径工作室(版本12.3;http://www.pathwaystudio.com),我们发现基因和下游目标的小分子PPARD和上游监管者SCZ极性。然后,我们构建了PPARD-driven极性的功能途径和方向。
3所示。结果
3.1。人口统计资料
三组的受试者相比在年龄和性别。在所有,我们招募了19个EOS患者(8男性和11个女性,年龄 14年),空空的患者(9男性和5女性,年龄 年),和18 HC(9男性和女性9岁 年)。提供了所有参与者的人口信息表1。
3.2。PPARD在不同组织的表达变化
与HC组相比,PPARD提出对应组的表达水平增加( )和EOS组表达水平下降( ),如图1(一)。变化是温和的统计值(值= 0.23和0.20 EOS vs HC和空空的vs HC,分别)。然而,EOS的区别和科组显示统计学意义(值= 0.015; )。的差别,对这些PPARD EOS组与先前的研究结果是一致的(PubMed 28872641);然而,增加PPARD杆组表达水平没有报道过。通常,大约有三分之二的对应科目不开发SCZ (PMID: 8782291;PMID: 1571314)。因此,我们的研究结果表明,增加PPARD表达式可能发挥保护作用对SCZ的发展,探索使用后续路径分析与底层机制。
(一)
(b)
3.3。基因通路由PPARD驱动的
理解角色,PPARD可能施加的病理发展SCZ,我们构建了一个以基因通路连接PPARD SCZ,如图2。我们的研究结果表明,PPARD SCZ失活四个推销员,包括CNR1 AGTR1,能和IL1B。此外,一个由PPARD SCZ抑制剂也可能被激活。这些结果可能部分解释机制的角色PPARD SCZ的病因。中的每个关系图2是由一个或多个科学引用(补充材料:裁判4图2)。相应的句子,综述了已被确认的关系确认确认关系的信心。
3.4。分子通路由PPARD驱动的
除了遗传途径之外,我们还发现了多个分子影响的病理发展SCZ受PPARG,如图3。具体来说,PPARG促进谷胱甘肽的分泌,这是一个SCZ抑制剂。此外,PPARD抑制四分子可以促进SCZ的发展,包括超氧化物、ROS,谷氨酸和脂肪酸。这些结果可能会进一步解释的基本机制的表达增加PPARD可以防止SCZ的发展。中的每个关系图3是由一个或多个科学引用(补充材料:裁判4图3)。相应的句子,综述了已被确认的关系确认确认关系的信心。
4所示。讨论
先前的研究已经表明,PPARD可能导致SCZ的病因。然而,这种现象的潜在机制在很大程度上是未知的(11,12]。为了更好地理解PPARD所扮演的角色,我们测试的表达变化PPARD装备和EOS相比团体和HC组。我们假设PPARD表达式所对应组的变化可能反映了基因的活动期间SCZ但发病前的发展。我们的研究结果表明,EOS集团提出减少表达水平与健康对照组相比,这是符合的一项研究[12]。然而,我们观察到增加PPARD表达式所对应组相比,HC和EOS组。空空和EOS团体之间相反的变化可能反映了PPARD SCZ爆发之前和之后的变化。
路径分析表明,增加PPARD可能驱动蛋白和小分子的表达来防止SCZ病理发展的,如图2和3。这些途径建议PPARD表达的增加可以抑制SCZ推动者和激活SCZ抑制剂,因此影响SCZ的病理生理学。例如,PPARD已表现出抑制CB1受体表达(CNR1),导致的病理生理学SCZ [17]。PPARD也降低了upregulation血管紧张素ⅱ1型受体(AGTR1) [18),已报告的拮抗剂SCZ患者改善临床症状(19]。此外,PPARD激活促进退化aggrecan(能)和变弱IL1B的基因表达20.,21]。能和IL1B都建议作出贡献的风险增加SCZ [22,23]。此外,SCZ病人已被证明存在TXNIP肿瘤抑制基因的表达减少,一个thioredoxin-binding蛋白αarrestin蛋白家族中的一员(24]。Ratneswaran等人表明PPARD可以上调TXNIP[的表达25]。这些结果支持PPARD SCZ和之间的联系还建议的保护作用的可能机制PPARD SCZ病理发展的。
我们的研究还表明,PPARD可能抑制四分子的生成和释放,SCZ病理生理学中扮演着重要角色,包括超氧化物、氧自由基(ROS)、谷氨酸和脂肪酸(图3)。此外,它已被证明,PPARD受体激动剂可以促进谷胱甘肽合成(26),与谷胱甘肽的赤字损害神经传递,导致临床症状的脑连接SCZ [27]。这些分子通路添加更多参与PPARD-SCZ协会的支持机制。
据我们所知,没有之前的研究探讨了PPARD空空的病人之间的表达差异和EOS集团提供活动的新愿景PPARD SCZ的情况。本研究也有一些局限性。首先,大数据集收集验证表达式所对应的PPARD水平和EOS的病人。其次,后续研究应该进行识别的表达PPARD整个临床高危阶段SCZ的复苏或疾病阶段。由于支持来源的限制,这对未来的研究工作已经离开。
5。结论
我们的结果证实减少表达PPARD SCZ和显示增加的表达式在临床高危人群。路径分析表明,过度的PPARD高危人群可能有助于保护发展中SCZ的一个主题。
数据可用性
本研究的数据可从相应的作者在合理的请求。
的利益冲突
作者声明没有利益冲突。
确认
这项工作得到了中国国家重点研发项目(2016 yfc1307004),中国国家自然科学基金(81971601和81971601),年轻人的支持项目三金学者,136年山西省医疗振兴项目,和认知障碍的多学科小组山西科技创新训练团队(201705 d131027)和青年科学技术研究基金山西(201801 d221418),山西省卫生委员会和科学研究项目(201601034)。