遺伝子とメンタルヘルス治療のつながり
研究によると、遺伝子と現在のメンタルヘルス治療の間の関連性は限られているみたい。
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私たちの遺伝子を研究することは、さまざまなメンタルヘルス障害を理解し、治療するのに役立つよ。研究者たちは多くの遺伝子を一度に調べて、特定の遺伝子と病気の関係を見つけようとしているんだ。もし特定の遺伝子が障害と関連しているなら、その遺伝子に影響を与える薬が治療に役立つかもしれないって期待されてる。でも、今あるメンタルヘルス用の薬の多くは、この遺伝子研究を使って作られていないから、実際にどれだけ効果があるのか疑問が残るんだ。
遺伝学と治療のギャップ
今のところ、多くのメンタルヘルスの薬は、神経伝達物質と呼ばれる脳内の化学物質の働き方を変えることによって作用してる。でも、研究によると、メンタルヘルスの問題に関与する遺伝子は、神経伝達物質そのものだけじゃなくて、脳の発達や脳の接続の仕方とも関係があるんだ。この違いが、既存の治療が多くの患者に期待したほど効果がない理由を説明するかもしれないね。
遺伝子に基づく証拠でサポートされた薬は、開発プロセスでより成功する傾向があることが研究で示されているんだ。さらに、変異に特に敏感な遺伝子は、これらの薬のターゲットになりやすい。メンタルヘルス障害に関連する多くの遺伝子も既存の薬のターゲットになってて、特に統合失調症や大うつ病のような状態のための薬が多いよ。でも、複雑な障害に対する薬のターゲットは遺伝子研究を通じて特定されるのはほんの少しだけで、遺伝的な発見と治療オプションのつながりはまだ限られてるんだ。
機能的情報でギャップを埋める
遺伝的な発見とさまざまな障害の治療オプションとのつながりが低いことが多いけど、遺伝子の働きについての詳細な情報を取り入れることで、これらのギャップを埋められるかもしれない。治療と遺伝子の発見を結びつけるために作られたほとんどのつながりは、非精神科的な障害に関する研究から来てる。これらの研究では、タンパク質の相互作用や遺伝子のランダム化、遺伝子の発現を分析する方法が使われてる。メンタルヘルス障害にこれらの機能的な方法を適用しようとする努力は、主に遺伝子の活動データに焦点を当てて、遺伝子の機能に基づいて治療ターゲットを特定することを目指しているんだ。
研究者たちは今、メンタルヘルスの研究で見つかった遺伝子とそれに関連する治療のつながりを調べる新しい方法を導入している。この方法は、遺伝子に関連するさまざまなデータがどうやって遺伝子的な発見を薬のターゲットにマッチさせるのかを体系的に見るアプローチを使っているんだ。目標は、どの種類の機能的情報がこれらのつながりを作るのに最も役立つかを見つけ出し、似たような症状や遺伝的な関連性を持つ障害の治療が、その遺伝的な発見とより強いつながりを示しているかどうかを確認することだよ。
データの収集
この研究では、研究者たちは4つのメンタルヘルス障害に焦点を当てたんだ:注意欠陥多動性障害(ADHD)、統合失調症、双極性障害、大うつ病。この他に、比較のために2型糖尿病も含めたよ。彼らは、これらの障害全てにおいて認可された治療のターゲットとして知られる2000以上の遺伝子のリストを集めたんだ。そして、各障害ごとに承認された薬のセットを特定し、各薬をターゲット遺伝子とマッチさせた。次に、各遺伝子には治療ターゲットとしての役割に基づいてスコアを付け、遺伝子研究からの関連性に基づいて別のスコアを付けたんだ。
遺伝子と治療のマッチング
研究者たちは、薬のターゲットとメンタルヘルス障害に関連する遺伝子との関係を評価する方法を開発したんだ。彼らは、承認された治療とのマッチの良さと遺伝子の発見との関連に基づいて各遺伝子を評価した。スコア付けには、遺伝子の物理的な位置、他の遺伝子との関連、そして脳内での発現の仕方を見て行われたよ。
既存の治療における役割と遺伝子の発見との関連性を評価することで、研究者たちはこの2つのデータセットがどれだけ一致しているかを確認できた。また、これらのマッチが重要であるかどうかを、ランダムに選ばれた治療と比較してテストしたんだ。強力なマッチがあれば、その障害の遺伝的な発見が治療ターゲットとより密接に関連していることを示すことになるよ。
結果と発見
研究者たちはまず、現行の治療が遺伝的な発見とどれだけ似たターゲットを持っているのか調べたんだ。双極性障害と糖尿病の場合には重要なマッチが見つかったけど、統合失調症、ADHD、大うつ病にはそんな関係は見られなかった。このことは、遺伝子データと薬のターゲットの間に見つかったつながりが、多くのメンタルヘルス障害において限られているかもしれないことを示してるね。
双極性障害が際立っている理由を理解するために、研究者たちは関与する遺伝子の役割を調べたんだ。彼らは、双極性障害の薬のターゲットの多くが、脳内で信号を伝達するプロセスに関連していることを発見したよ。逆に、障害全体の遺伝的な発見は、双極性障害を除いてはこれらのプロセスにはあまり強く結びついていなかった。
遺伝子の位置マッピングを見たところ、糖尿病に関しては薬のターゲットと遺伝的マーカーの間に重要なマッチが見つかった。だけど、双極性障害の場合のマッチはそれほど強くなく、これらのターゲットとその遺伝的背景との関係が複雑であることを示唆しているんだ。
個々の遺伝子の貢献
研究者たちは、遺伝的な発見と薬のターゲットとの総合的なマッチに各遺伝子がどれだけ貢献したかを定量化できたよ。彼らは、類似度スコアに大きく影響を与えた特定の遺伝子を特定して、これらの遺伝子の機能的な役割についての洞察を提供しているんだ。例えば、神経伝達に関連する遺伝子が双極性障害には重要で、糖尿病にはグルコース代謝に関連する遺伝子が重要だってわかったよ。
障害間のつながりを探る
さらに、ある障害の治療が似た障害の遺伝的な発見と重なるかどうかを調べたんだ。一番強い関連は、双極性障害と大うつ病、ADHDと統合失調症の間に見られた。これは、これらの障害が症状や遺伝的な類似点を共有しているという既存の知識を支持しているよ。
データ処理の検討
異なるデータ処理の方法がより良いマッチを生むかどうかを確認するために、研究者たちは遺伝子データを薬のターゲットにマッピングするさまざまな方法をテストしたんだ。結果は、遺伝子の相互作用に基づいた方法が他の方法と比べて強い関連を提供していることを示した。これは、遺伝子の産物間の相互作用が治療がどのように機能するかにおいて重要な役割を果たすかもしれないことを示唆しているよ。
結論
全体的に、結果はメンタルヘルス障害における遺伝データと治療ターゲットとの間に低いレベルの対応があることを示しているんだ。これは、これらの障害に寄与する遺伝的要因が、既存の治療がターゲットにしているメカニズムとは異なる可能性があることを示唆しているよ。結果は、メンタルヘルスの問題を理解し、治療するための新しいアプローチが必要であることを強調してる。
研究が遺伝子の発現や相互作用を分析する方法を改善し続ける中で、複雑な障害や潜在的な治療オプションについてのより良い洞察を得るチャンスがあるだろう。最終的には、メンタルヘルス障害に苦しむ人々に対して、より効果的な介入を開発するのに役立つはずだよ。
タイトル: Linking GWAS to pharmacological treatments for psychiatric disorders
概要: ImportanceLarge-scale genome-wide association studies (GWASs) are expected to inform the development of pharmacological treatments, however the mechanisms of correspondence between the genetic liability identified through GWASs and disease pathophysiology are not well understood. ObjectiveTo investigate whether functional information from a range of open bioinformatics datasets can elucidate the relationship between GWAS-identified genetic variation and the genes targeted by current treatments for psychiatric disorders. Design, Setting, Participants, and ExposuresRelationships between GWAS-identified genetic variation and pharmacological treatment targets were assessed across four psychiatric disorders--ADHD, bipolar disorder, schizophrenia, and major depressive disorder. Using a candidate set of 2232 genes that are listed as targets for all approved treatments in the DrugBank database each gene was independently assigned two scores for each disorder - one based on its involvement as a treatment target, and the other based on the mapping between GWAS-implicated SNPs and genes according to one of four bioinformatic data modalities: SNP position, gene distance on the protein interaction network (PPI), brain eQTL, and gene expression patterns across the brain. Main Outcomes and MeasuresGene scores for pharmacological treatments and GWAS-implicated genes were compared using a novel measure of weighted similarity applying a stringent null hypothesis-testing framework that quantified the specificity of the match by comparing identified associations for a particular disorder to a randomly selected set of treatments. ResultsIncorporating information derived from functional bioinformatics data in the form of PPI network revealed links for bipolar disorder (pperm = 0.0001), however, the overall correspondence between treatment targets and GWAS-implicated genes in psychiatric disorders rarely exceeded null expectations. Exploratory analysis assessing the overlap between the GWAS-identified genetic architecture and treatment targets across disorders identified that most disorder pairs and mapping methods did not show a significant correspondence. Conclusions and RelevanceThe relatively low degree of correspondence across modalities suggests that the genetic architecture driving the risk for psychiatric disorders may be distinct from the pathophysiological mechanisms used for targeting symptom manifestations through pharmacological treatments and that novel approaches for understanding and treating psychiatric disorders may be required. Key PointsO_ST_ABSQuestionC_ST_ABSDo genes targeted by current treatments for psychiatric disorders match GWAS-identified genetic variation and what bioinformatic data modalities can inform these associations? FindingsInformation derived from functional bioinformatics data in the form of PPI network revealed links for bipolar disorder, however for most psychiatric disorders, the correspondence between GWAS-implicated genes and treatment targets did not exceed null expectations. MeaningGWAS-identified genetic variation driving the risk for psychiatric disorders may be distinct from the pathophysiological mechanisms influencing symptom onset and severity that are targeted by pharmacological treatments.
著者: Aurina Arnatkeviciute, A. Fornito, J. Tong, K. Pang, B. D. Fulcher, M. A. Bellgrove
最終更新: 2024-04-10 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.05.11.22274981
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.05.11.22274981.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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