科技日报记者 刘园园
记者3月20日从西湖大学获悉，该校未来产业研究中心杨剑课题组利用一种新方法，绘制出将疾病与相关细胞分布关联起来的“导航图”，并成功定位了抑郁症、精神分裂症等复杂疾病的相关细胞及其空间分布。相关研究成果当天在线发表于《自然》。
过去，全球科学家通过全基因组关联研究（GWAS），成功鉴定出大量与复杂疾病和人体特征相关的遗传变异。但该技术无法解释，这些变异如何通过人体中哪些特定的细胞，影响疾病的发生和发展。
“理论上，每个细胞都对应一组活跃表达的标签基因。这组基因就像是细胞的身份证，反映了细胞的类型、状态、空间位置等信息。”杨剑介绍，在研究过程中，课题组注意到近年来逐步成熟的新技术——空间转录组。GWAS将复杂疾病与特定基因关联起来，而空间转录组技术则将特定基因与细胞位置关联起来。
于是，研究团队试图开发出一种新方法，将两种技术方法结合起来，以基因为桥梁，将复杂疾病与细胞位置对应起来。
基于公共数据库中的大脑空间转录组数据，经过反复修改与调试，他们研发出一个创新性的数据分析模型，并将其命名为“gsMap”。该模型就像一张可以追踪疾病相关细胞的“导航图”。利用它，不仅能够识别复杂疾病所对应的细胞类型，还能“定位”到这些细胞在人体中的位置。
“借助gsMap，我们发现，不论是精神分裂症还是抑郁症，都与谷氨酸能神经元有显著关联。但在对应不同疾病时，它们的分布位置是不同的。”杨剑说。
具体而言，研究团队发现，与抑郁症关联的谷氨酸能神经元，集中分布在中脑和内侧前额叶皮层深部。分析显示，这些神经元表现出显著的可塑性特征：在受到特定刺激后，神经元突触会表现出较为灵活的变化，既可以互相连接，也可以互相断开。
不仅如此，活跃在这个位置的基因，与精神药物靶向的基因重合度较高，是其他大脑皮层区域的16倍，突显了该脑区在抑郁症干预和靶向治疗中的潜在作用。
此外，与精神分裂症关联的谷氨酸能神经元，集中分布于大脑皮层和海马区域，这些位置与智商相关的细胞位置非常接近，甚至存在重叠。
（西湖大学供图）
