Schizophrenie: Gene, die mit zirkadianen Rhythmen zusammenhängen, können gestört sein
Neue Forschungsergebnisse untersuchen das Gehirn von Menschen mit Schizophrenie und finden gestörte Expressionsmuster in Genen, die mit Schlaf-Wach-Zyklen verbunden sind.
Weltweit ist Schizophrenie eine der 15 häufigsten Ursachen für Behinderungen und betrifft etwa 1% der Weltbevölkerung.
In den Vereinigten Staaten leben nach einigen Schätzungen etwas mehr als 1% der Erwachsenen, etwa 3 Millionen, mit Schizophrenie.
Die Erkrankung verursacht verschiedene Symptome, einschließlich gestörter Denkprozesse, Emotionen und sozialem Verhalten. Menschen mit Schizophrenie leiden auch häufig unter Schlaflosigkeit und gestörten Schlaf-Wach-Zyklen.
Neue Forschungen untersuchen den Zusammenhang zwischen zirkadianen Rhythmen - die zur Regulierung von Tag-Nacht-Zyklen beitragen - und Schizophrenie.
Zirkadiane Rhythmen haben Auswirkungen auf die Genexpression und die Rhythmen, mit denen Gene ein- und ausgeschaltet werden.
Die neue Studie stellt fest, dass das Timing der Genexpression im Gehirn von Menschen mit Schizophrenie signifikant gestört ist.
Colleen McClung, Ph.D., Professor für Psychiatrie an der Universität von Pittsburgh in Pennsylvania, ist der leitende Autor der Studie. Prof. McClung und Kollegen veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Naturkommunikation.
Untersuchung der biologischen Uhr im Gehirn
Prof. McClung und das Team erhielten postmortale Genexpressionsdaten von 150 Personen, von denen 46 mit Schizophrenie gelebt hatten. Die Menschen waren jünger als 65 Jahre alt, als sie starben, und die Forscher hatten Zugang zu den Todeszeiten.
Insbesondere untersuchten die Forscher die Genexpression im dorsolateralen präfrontalen Kortex, einem Gehirnbereich, der an Kognition und Gedächtnis beteiligt ist.
Der Begriff „circadianer Rhythmus“ beschreibt „körperliche, geistige und Verhaltensänderungen, die einem täglichen Zyklus folgen“.
Zirkadiane Rhythmen sind eng mit der „biologischen Uhr“ verbunden, die sich auf „das angeborene Zeitmessgerät eines Organismus […] bezieht, das aus bestimmten Molekülen (Proteinen) besteht, die in Zellen im gesamten Körper interagieren“.
Die Genexpression reguliert das Verhalten dieser Proteine. Einige Gene schalten sich nachts ein, andere tagsüber.
In ihrer vorliegenden Studie untersuchten Prof. McClung und das Team die Rhythmen, mit denen einige Gene im Gehirn von Menschen mit Schizophrenie ein- und ausgeschaltet wurden, und verglichen diese Rhythmen mit denen im Gehirn von Menschen, die diese Krankheit nicht hatten.
Da sie wussten, ob die Menschen tagsüber oder nachts gestorben waren, konnten die Forscher eine statistische Methode entwickeln, um Muster in der Rhythmizität der Genexpression aufzudecken.
Wie die Genrhythmik gestört wird
Im Gehirn von Menschen mit Schizophrenie fanden die Forscher Störungen in der Rhythmizität der Genexpression.
Einige dieser Störungen beeinträchtigten die Funktion der Mitochondrien - der winzigen, Energie erzeugenden Organellen in den Zellen. Diese Gene gewannen an Rhythmizität, während Gene, die an Entzündungen beteiligt waren, diese verloren.
Der leitende Autor der Studie erklärt die Ergebnisse anhand einer Analogie. Sie sagt: "In einem normalen Haus - wie in einem gesunden Gehirn - sagen wir, die Lichter sind nachts eingeschaltet, aber der Kühlschrank muss die ganze Zeit eingeschaltet sein."
"Was wir gesehen haben, war, dass in einem von Schizophrenie betroffenen Gehirn die Lichter den ganzen Tag an sind und der Kühlschrank nachts ausgeschaltet wird."
Wenn die Forscher nur die Gehirnaktivität von Menschen untersuchten, die tagsüber gestorben waren, fanden sie keinen Unterschied zwischen Menschen mit und ohne Schizophrenie. Bei Menschen, die nachts gestorben waren, fanden sie jedoch signifikante Unterschiede.
Marianne Seney, leitende Studienautorin und Assistenzprofessorin für Psychiatrie an der Universität von Pittsburgh, erklärt: „Wenn wir nur nachsehen würden, ob der Kühlschrank tagsüber eingeschaltet ist, würden wir keinen Unterschied feststellen, aber nachts. es würde einen geben. “
Die Autoren betonen die Bedeutung der Ergebnisse und sagen, dass die Erforschung der genetischen Wurzeln der Schizophrenie den zirkadianen Rhythmen mehr Aufmerksamkeit schenken sollte.
"Unsere Studie zeigt zum ersten Mal, dass der tägliche Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens einiger Gene erheblich gestört ist, was Auswirkungen darauf hat, wie wir die Krankheit auf molekularer Ebene verstehen."
Prof. Colleen McClung
