双極性障害と統合失調症の遺伝的洞察
新しい研究が、バイポーラ障害と統合失調症における遺伝的要因を特にアフリカ系アメリカ人で強調しているよ。
Runjia Li, Sarah A. Gagliano Taliun, Kevin Liao, Matthew Flickinger, Janet L. Sobell, Giulio Genovese, Adam E. Locke, Rebeca Rothwell Chiu, Jonathon LeFaive, Taylor Martins, Sinéad Chapman, Anna Neumann, Robert E. Handsaker, Donna K. Arnett, Kathleen C. Barnes, Eric Boerwinkle, David Braff, Brian E. Cade, Myriam Fornage, Richard A. Gibbs, Karin F. Hoth, Lifang Hou, Charles Kooperberg, Ruth J.F. Loos, Ginger A. Metcalf, Courtney G. Montgomery, Alanna C. Morrison, Zhaohui S. Qin, Susan Redline, Alexander P. Reiner, Stephen S. Rich, Jerome I. Rotter, Kent D. Taylor, Karine A. Viaud-Martinez, Tim B. Bigdeli, Stacey Gabriel, Sebastian Zollner, Albert V. Smith, Goncalo Abecasis, Steve McCarroll, Michele T. Pato, Carlos N. Pato, Michael Boehnke, James Knowles, Hyun Min Kang, Roel A. Ophoff, Jason Ernst, Laura J. Scott
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目次
双極性障害(BD)と統合失調症(SZ)は、世界中の多くの人々に影響を与える深刻なメンタルヘルスの状態だよ。これらの病気は、人の日常生活に大きな影響を与えて、普通の活動をするのが難しくなることがあるよ。症状はさまざまだけど、よくあるのは気分の変化や精神病エピソードだね。精神病では、存在しないものを見たり聞いたりすることがあるんだ。これらの状態を持っている多くの人が、悲しさを感じたり、はっきりと考えるのに苦労したりすることもあるよ。
BDとSZはどちらも重大なリスクを伴うんだ。これらの障害を抱える人は、自殺の可能性が高く、他の原因で亡くなるリスクも大きいんだって。研究者たちは、遺伝がこれらの病気に大きな役割を果たしていると考えているよ。研究によると、家族歴がこの障害を発症する可能性に影響を与えることがあって、双極性障害の遺伝率は60%から85%、統合失調症は60%から80%の範囲だと言われているよ。
双極性障害と統合失調症の遺伝的関連
面白いことに、BDとSZの遺伝的構成にはかなりの重複があるんだ。いくつかの研究では、一般的な遺伝的変異を調べると、遺伝的類似性が0.68に達することがあるって。これらの障害に関連する遺伝的要因を理解することが、より良い治療法や原因の洞察を見つける鍵になるんだ。
私たちのDNAの中には、BDとSZに関連するさまざまな領域があることがわかっているよ。大規模な研究では、これらの障害に関連する多くの遺伝的な位置が特定されているんだ。例えば、ヨーロッパ系や東アジア系の人々に焦点を当てた研究では、統合失調症に関連する多くのユニークな遺伝的な位置が見つかったよ。双極性障害に焦点を当てた別の研究では、脳機能に重要なニューロンやシナプスに関連する特定の遺伝的領域が見つかったんだ。
全エクソームシーケンシング:新しいアプローチ
全エクソームシーケンシング(WES)は、遺伝子をコードするDNAのすべての部分を調べる技術だよ。これによって、病気に寄与する変異を見つける手助けができるんだ。重要な研究、SCHEMAというものでは、広範囲な個人を調べて、統合失調症を持つ個人において非常にまれな遺伝的変異がより一般的であることがわかったんだ。これは、これらのまれな遺伝的差異が障害のリスクを高める可能性があることを示しているよ。
一方で、双極性障害を調べた研究では、BDを持つ人々がその障害を持たない人々に比べて特定のまれな遺伝的変化が豊富であることがわかったんだ。両方の研究の結果を合わせると、AKAP11という遺伝子が潜在的なリスク因子として浮かび上がってきて、これらのまれな遺伝的変化がBDとSZの両方において重要な役割を果たしていることを示しているよ。
ノンコーディング変異の理解
コーディング変異がどのようにタンパク質の生成に影響を与えるかは多くが知られているけど、ノンコーディング変異についてはまだ学ぶことがたくさんあるんだ。ノンコーディング変異は、タンパク質をコードしないDNAの部分だけど、遺伝子の働きに影響を与える可能性があるんだ。全ゲノムシーケンシング(WGS)を使えば、研究者はこれらの変異を見つけることができるんだけど、BDとSZにおけるノンコーディング変異の研究は規模が限られているんだ。
ほとんどの研究は小規模なグループに焦点を当てていて、広範な結論を引き出すには不十分なんだ。例えば、スウェーデンで行われた研究では、統合失調症のグループを調べてDNAの構造的変化を調べたけど、ノンコーディングの遺伝的変化に重要な違いは見つからなかったんだ。
多様な代表性の必要性
精神障害に関する遺伝的研究の多くは、主にヨーロッパ系の個人に焦点を当ててきたんだ。この多様性の欠如は問題で、異なる背景における遺伝的変異の発見を制限する可能性があるんだ。より多様な祖先を含める努力は進んでいるけど、まだやるべきことはたくさんあるよ。例えば、ヨーロッパ系の祖先に基づく遺伝的リスクスコアは、他の背景の人々のリスクを正確に予測できないかもしれないんだ。様々な遺伝的祖先を持つ人々を含める努力が進められているよ。
多様な集団におけるメンタルヘルスの研究
最近の研究では、アフリカ系アメリカ人における双極性障害と統合失調症に関連する特定の遺伝的要因の役割を調べたんだ。この研究には何千人もの人が含まれていて、症例と対照が混ざっていたんだ。研究者たちは特定の染色体における遺伝的関連の示唆を見つけたんだ。例えば、染色体18での潜在的な関連が注目されたよ。
研究チームは、遺伝データが異なるサンプル間でどのように比較されるかをチェックする方法を使ったんだ。そして、以前に研究された双極性障害に関連する領域における遺伝的な違いの有意な証拠も見つけたんだ。
研究デザインと方法
この研究デザインには、多くのアフリカ系アメリカ人の参加者が含まれていて、BDやSZと診断された人もいれば、どちらの障害も持たない人もいたんだ。研究はDNAサンプルの収集と遺伝的変異の分析に焦点を当てたんだ。また、さまざまな健康問題を理解することを目的とした別の大規模なプロジェクトからの外部対照グループも含まれていたよ。
参加者は自己報告による祖先に基づいて慎重に選ばれたんだ。研究者たちは、参加者がどれだけアフリカの遺伝的祖先を持っているかを特定し、症例には他のメンタルヘルスの病歴がないことを確認したんだ。このことは研究の信頼性を確保するために重要だったよ。
シーケンシングと品質管理
分析を始めるために、参加者は全ゲノムシーケンシングを受けたんだ。このプロセスでは、個人のDNA内のすべての遺伝物質を調べるよ。研究者たちは、DNAサンプルがエラーを最小限に抑える方法で処理されることを確認したんだ。データの信頼性を確保するために、さまざまな品質チェックを行ったよ。
DNAサンプルは異なるソースから来ているから、シーケンシングの実施方法の違いを考慮することが重要だったんだ。これには、汚染のチェックやサンプルが正確に表現されていることの確認が含まれているよ。
遺伝データの分析
シーケンシングが完了したら、チームは遺伝的変異を呼び出す作業に取り掛かったんだ。特に一塩基変異(SNV)や小さな挿入または欠失(インデル)を探したよ。これには、遺伝的変異と研究されている障害との潜在的な関連を見つけるための高度なソフトウェアが使われたんだ。
研究者たちは、グループ間で遺伝的変異に有意な違いがあるかを判断するためにさまざまなテストを行ったんだ。遺伝的祖先や他の人口統計情報など、多くの要因を考慮して、結果ができるだけ正確になるようにしたよ。
結果と発見
結果は興味深いパターンを示したよ。研究者たちは、双極性障害と関連するように見える特定の遺伝的変異を見つけたんだ。また、BDを持つ人々は、障害を持たない人々に比べて異なる遺伝的負担を持っていることも観察されたよ。
この研究では示唆に富む発見があったけど、全体的な遺伝的関連は決定的な主張をするほど強くはなかったんだ。研究者たちは、これらの発見を確認するために、特により大きなサンプルサイズを使ったさらなる研究の必要性を強調したんだ。
遺伝研究の課題
精神障害における遺伝的関連を研究することにはいくつかの課題があるんだ。まず、特に代表性のない集団ではサンプルサイズが限られることが多いんだ。また、これらの障害の複雑な性質が、正確な遺伝的原因を特定するのを難しくしているよ。
研究者たちは、潜在的な変異を検出するために自分たちの方法が充分に強固であることを確保するという課題にも直面しているんだ。これには、高度な技術や広範なデータ分析が必要なこともあるんだ。加えて、シーケンシングの違いなど、さまざまな要因をコントロールすることがもう一つの複雑さを加えているんだ。
遺伝子ベースのテストの重要性
遺伝子ベースのテストは、遺伝データをより広いレベルで分析する方法を提供しているよ。個々の変異に焦点を当てるのではなく、条件との関連を示唆するパターンがあるかを見るために、遺伝子のグループを調べるんだ。この研究では、研究者たちはSZやBDに関連する特定の遺伝子のパターンを探したよ。
課題はあるけれど、遺伝子ベースのテストは遺伝的変異とメンタルヘルス条件との関連を特定する可能性を示したんだ。しかし、この特定の研究では有意な関連は見つからなかったよ。
クロマチンと保存状態に関する洞察
研究者たちは、特定の遺伝的変異が異なるクロマチンと保存状態でどのように振る舞うかを詳しく調べたんだ。これらの概念は、DNAの構造や世代を超えた保存の良さを指すんだ。
結果は、症例と対照間で特定のクロマチン状態におけるまれな遺伝的変異の有意な濃縮がないことを示唆しているよ。これは、変異があるかもしれないけど、それが障害に影響を与える重要な役割を果たしているわけではないかもしれないってことなんだ。
制限事項への対処
研究者たちは、自分たちの研究に制限事項があることを認めていたよ。例えば、一部のテストのサンプルサイズは他の場所で行われた大規模な研究に比べて比較的小さいことが指摘されているんだ。また、外部の対照が精神障害のスクリーニングを受けていなかったので、対照グループにはBDやSZを持っている可能性のある個人が含まれていたかもしれず、結果に影響を与えている可能性があるんだ。
正確性を確保するために、研究者たちは自分たちの発見を検証するための大規模な研究の必要性を強調していたよ。また、特に新しい技術が出てくる中で、遺伝データを分析する方法を改良し続ける重要性についても指摘していたんだ。
研究の未来の方向性
この研究は、特にアフリカ系アメリカ人集団における双極性障害と統合失調症の遺伝的複雑さを理解するための基盤を提供しているよ。分野が前進するにつれて、遺伝研究における多様な代表性の必要性が高まっているんだ。
さまざまな祖先を含めることで、研究者たちは以前の研究で見逃されたかもしれない洞察を得ることができるんだ。これによって、遺伝的要因がメンタルヘルス条件にどのように影響を与えるかをより深く理解し、最終的にはより良い治療に繋がることが期待されているよ。
結論
要するに、遺伝研究を通じて双極性障害と統合失調症を理解する旅は続いているよ。最近の研究からの発見は、特に代表性のない集団における遺伝的変異とこれらの障害との潜在的な関連を明らかにしているんだ。
まだたくさんの質問が残っているけど、この研究の一歩一歩がメンタルヘルス条件の複雑さを解き明かす助けとなっているんだ。研究者たちが遺伝的な領域を探求し続ける限り、これらの挑戦的な障害に影響を受けた人々のために、より効果的な治療法と改善された結果がもたらされることを期待できるよ。
そして、もしかしたら、いつか私たちの遺伝子を理解するのが最新のNetflixシリーズのプロットツイストを把握するよりも簡単になるかもしれないね。でも、それまでにはまだまだ努力が必要だよ。
オリジナルソース
タイトル: Whole genome sequence-based association analysis of African American individuals with bipolar disorder and schizophrenia
概要: In studies of individuals of primarily European genetic ancestry, common and low-frequency variants and rare coding variants have been found to be associated with the risk of bipolar disorder (BD) and schizophrenia (SZ). However, less is known for individuals of other genetic ancestries or the role of rare non-coding variants in BD and SZ risk. We performed whole genome sequencing of African American individuals: 1,598 with BD, 3,295 with SZ, and 2,651 unaffected controls (InPSYght study). We increased power by incorporating 14,812 jointly called psychiatrically unscreened ancestry-matched controls from the Trans-Omics for Precision Medicine (TOPMed) Program for a total of 17,463 controls. To identify variants and sets of variants associated with BD and/or SZ, we performed single-variant tests, gene-based tests for singleton protein truncating variants, and rare and low-frequency variant annotation-based tests with conservation and universal chromatin states and sliding windows. We found suggestive evidence of BD association with single-variants on chromosome 18 and of lower BD risk associated with rare and low-frequency variants on chromosome 11 in a region with multiple BD GWAS loci, using a sliding window approach. We also found that chromatin and conservation state tests can be used to detect differential calling of variants in controls sequenced at different centers and to assess the effectiveness of sequencing metric covariate adjustments. Our findings reinforce the need for continued whole genome sequencing in additional samples of African American individuals and more comprehensive functional annotation of non-coding variants.
著者: Runjia Li, Sarah A. Gagliano Taliun, Kevin Liao, Matthew Flickinger, Janet L. Sobell, Giulio Genovese, Adam E. Locke, Rebeca Rothwell Chiu, Jonathon LeFaive, Taylor Martins, Sinéad Chapman, Anna Neumann, Robert E. Handsaker, Donna K. Arnett, Kathleen C. Barnes, Eric Boerwinkle, David Braff, Brian E. Cade, Myriam Fornage, Richard A. Gibbs, Karin F. Hoth, Lifang Hou, Charles Kooperberg, Ruth J.F. Loos, Ginger A. Metcalf, Courtney G. Montgomery, Alanna C. Morrison, Zhaohui S. Qin, Susan Redline, Alexander P. Reiner, Stephen S. Rich, Jerome I. Rotter, Kent D. Taylor, Karine A. Viaud-Martinez, Tim B. Bigdeli, Stacey Gabriel, Sebastian Zollner, Albert V. Smith, Goncalo Abecasis, Steve McCarroll, Michele T. Pato, Carlos N. Pato, Michael Boehnke, James Knowles, Hyun Min Kang, Roel A. Ophoff, Jason Ernst, Laura J. Scott
最終更新: 2024-12-29 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.24319111
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.24319111.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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