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精神分裂症(schizophrenia)是最常见最严重的精神疾病之一,患病率约占世界人口的1％,主要表现为特征性的感知、思维、情感和行为的障碍以及精神活动与环境的不协调。同胞对分析、家系分析以及寄生子的研究一致表明,遗传因素在发病机制中起了重要的作用。目前对于精神分裂症的病因研究还处于比较模糊的阶段,存在着各种假说和理论。但是有一点在精神病学界里达成共识的是:精神分裂症并不是单基因遗传病,而可能是由多个微效或中效基因共同作用的多基因复杂疾病,并且还受到环境因素的一定影响。近年来对于精神分裂症这一复杂疾病的研究,主要采用基因组、蛋白质组、基因芯片、动物模型以及系统生物学等技术手段。本论文从基因组水平和蛋白质组水平上出发,研究了精神分裂症的易感基因和相关蛋白。在基因组水平上,用等位基因关联分析的方法分别研究了MAG和TP53这两个基因与精神分裂症的相关性；在蛋白质组水平上,用二维凝胶技术结合质谱鉴定的策略在精神分裂症患者和正常人血浆样本中寻找差异蛋白作为疾病的生物学标记。
髓磷脂相关糖蛋白(MAG)是一种髓磷脂特异性的跨膜蛋白,它对髓鞘的产生和维护,以及维持少突细胞和轴突之间的相互作用都起着重要作用。有许多证据表明髓磷脂相关糖蛋白基因(MAG)与精神分裂症相关,诸如髓磷脂相关糖蛋白基因(MAG)的表达水平在精神分裂症病人中要低于正常人。由此,我们推测这种效应是由MAG的基因变异引起的。为了检测MAG基因对精神分裂症的作用,我们在中国汉族人群413个核心家系样本中用等位基因实时PCR技术来研究MAG基因和精神分裂症的相关作用。这四个SNP位点的关联分析没有得到任何显著性结果。然而,本研究发现覆盖核心区域rs720309和rs720308这两个位点的单倍型分析结果与精神分裂症密切相关。另外,我们在rs720309-rs720308上还观察到疾病的风险单倍型TA(占样品总数的78.5％),它在父母对患病子女中的传递显著增加。实验结果表明MAG基因可能是精神分裂症的易感基因,而我们的结论也进一步证实了关于精神分裂症的少突细胞和髓磷脂异常假说。
肿瘤抑制基因TP53(编码一种磷酸化蛋白)是基因组的“保卫者”,它对DNA损伤的反应及其修复功能在维持基因组稳定性中起关键作用。TP53基因的突变会导致人体各种肿瘤的发生(如肺癌,乳腺癌,子宫内膜癌等),这是由于TP53在控制正常细胞生长过程中起到非常重要的作用。近来,有文献报道癌症在精神分裂症患者中发生几率要远低于正常人群,而TP53又被认为有可能参与了神经发育这一过程。基于这些报道,为了进一步分析TP53基因在精神分裂症发病机制中的作用,我们用中国汉族人群中701个精神分裂症患者和695个对照样本对TP53基因中的3个SNPs(单核苷酸多态性)进行了关联分析。首先采用PCR的方法对覆盖功能位点rs1042522(Pro/Arg)的片断进行扩增、测序,并运用实时等位基因特异性PCR(real-time allele-specific PCR)的技术来对rs2078486,rs8064946进行基因分型。单个位点关联分析发现rs2078486在病人组和对照组的频率分布有显著性的差异(P-value=0.029;OR=1.21;95％CI1.02-1.42)；而单倍型分析进一步发现CAC与精神分裂症有着显著相关性(Pvalue=0.0068;OR=1.36;95％CI1.09-1.70)。我们的研究结果表明TP53基因有可能就是精神分裂症的一个易感基因。
由于现代蛋白质组学技术具有直观、高通量、高分辨率等特点,我们把它应用于精神分裂症相关蛋白的大规模筛选以及相关蛋白的结构、功能、作用通路的进一步研究。血浆蛋白尤其是低丰度蛋白可能在代谢过程中起重要的作用,而且血浆可以在疾病发生和发展的整个过程中随时抽取出来进行分析和研究,因而我们用血浆为样本,运用比较蛋白质组学技术寻找精神分裂症的相关蛋白。我们在22个精神分裂症患者和20个健康对照个体的血浆样本中(均为男性)进行研究,通过对病人组和对照组二维凝胶图的比对发现了25个表达差异的蛋白点。经过质谱鉴定,这些蛋白质绝大多数都是急性期反应蛋白。在这些急性期反应蛋白中,珠蛋白α链(p<0.001),珠蛋白β链(p=0.001),α1-微球蛋白(p=0.010),α1-抗胰蛋白酶(p=0.001),血清淀粉样蛋白P成分(p=0.026)以及补体蛋白B(p=0.022)在病人中是过量表达的。而ApoA-Ⅰ(p=0.034)和转甲状腺蛋白(p=0.035)的表达水平呈下降趋势。此外,载脂蛋白ApoA-Ⅳ(p=0.0318)的表达水平在精神分裂症病人中也明显升高。同时,我们还发现编码急性期反应蛋白的基因(珠蛋白,微球蛋白,α1-胰蛋白酶,血清淀粉样蛋白P成分,转甲状腺蛋白以及补体B)都位于精神分裂症的易感区域,这一研究结果支持精神分裂症的炎症反应假说。通过比较蛋白质组学鉴定获得的精神分裂症相关基因产物可视为疾病标记分子进而可作为药物的候选靶点,对疾病的临床诊断、治疗、预防、实时监控、药物开发、药物反应和药物毒性的检测、愈后评估等方面都具有重要的意义。