اختلالات اضطرابی (Anxiety disorders: ADs) بیش از 280 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد. AD ها یک پایه ژنتیکی دارند. اگرچه مدار مغزی درگیر در AD شناسایی شده است اما ارتباط آن با بیان ژن مشخص نیست. دو محقق در دانشگاه کیوتو در ژاپن برای کشف این ارتباط تلاش کردند و دو خوشه ژنی را در مغز پیدا کردند. در تحقیقات قبلی، توالییابی ژن هدفمند و مطالعات ارتباط گسترده ژنوم (GWAS) جهشهای مکرر را در افراد مبتلا به AD یا ویژگیهای شخصیتی مرتبط با اضطراب نشان دادهاند. این جهش ها به ژن های خاصی در ژنوم انسان مرتبط اند. در همین حال، تکنیکهای تصویربرداری عصبی مانند MRI عملکردی (fMRI) و اسکنهای PET نشان دادهاند که فعالیت در مدارهای عصبی خاص میتواند خلق و خوی مضطرب را در میمونهای رزوس پیشبینی کند و تکنیکهای تحریک میکرو در این میمونها میتوانند نشان دهند که کدام مدارهای عصبی در علائم AD دخیل هستند. محققان دانشگاه کیوتو، بررسی کردند که آیا ژنهای مرتبط با AD در همان مدارهای عصبی شناسایی شده با تکنیکهای تصویربرداری و تحریک میکرو بیان میشوند؟
محققان با استفاده از آزمایش های آماری دریافتند که ژن های مرتبط با AD در هسته های مغزی، مغز میانی و سیستم لیمبیک به شدت بیان می شوند. تجزیه و تحلیل بیشتر این نواحی توسط خوشه بندی سلسله مراتبی دو خوشه ژنی AD را با پروفایل های بیان فضایی متمایز نشان داد – یکی به شدت در سیستم لیمبیک و مجموعه خاصی از هسته های مغزی و دیگری در مغز میانی و مجموعه متفاوتی از هسته های مغزی بیان می شود؛ تحقیقات فیزیولوژیکی قبلی نشان داده بود که این ساختارهای مغزی در تنظیم رفتارهای AD دخیل هستند.
تجزیه و تحلیل های بیشتر نشان داد که این دو خوشه در واقع به رفتارهای متفاوتی مرتبط هستند. این دو خوشه همچنین الگوهای غنی سازی متمایزی را برای ژن های خاص زیرگروه نشان دادند و یک ارتباط واضح بین هر خوشه و زیرگروه های خاص AD ایجاد کردند. یک خوشه در سیگنال دهی گیرنده گلوتاماترژیک دخیل بود، در حالی که خوشه دیگر با سیگنال دهی سروتونرژیک و دوپامینرژیک در ارتباط بود و بیشتر از یک دوگانگی در فیزیولوژی عصبی AD ها حمایت می کرد. علاوه بر این، دو خوشه به شبکه های ژنی خاص منطقه و انواع سلول مرتبط بودند. در نهایت، محققان داده های ترانسکریپتوم رشد را برای ردیابی الگوهای بیان ژن های AD در طول رشد مغز مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که دو خوشه فضایی دارای هویت های متمایز و دارای همبستگی منفی در مراحل رشد خاص هستند. یک خوشه در اواخر دوران نوزادی و بزرگسالی و خوشه دیگر در اواخر دوران پیش از تولد و اوایل کودکی بیان می شود. بنابراین، جهش در ژن های مرتبط با AD ممکن است زمان بندی طبیعی بیان آن ها را مختل کند و به طور بالقوه بر توسعه مسیرهای سیگنال دهی و مدارهای عصبی تاثیر بگذارد و در نتیجه علائم مرتبط با AD را ایجاد کند. در این تحقیق، دانشمندان دو خوشه ژنی مرتبط با AD را کشف کردند که الگوهای بیان فضایی و زمانی و پروفایل های عملکردی متمایزی در مغز انسان دارند. بررسی بیشتر این خوشه های ژنی ممکن است بینش های جدیدی را در مورد علل زمینه ای AD فراهم کند.
More information: Kalyani B. Karunakaran et al, Spatiotemporal expression patterns of anxiety disorder-associated genes, Translational Psychiatry (2023). DOI: 10.1038/s41398-023-02693-y
https://medicalxpress.com/news/2023-12-linking-genes-brain-circuitry-anxiety.html