Биомаркеры РНК и психические расстройства

          Циркулирующая кровь отражает состояние здоровья организма, работая по "принципу дозора". Когда кровь циркулирует через мозг, возникает связь  между клетками крови и мозгом. После травмы ( повреждение тканей ) головного мозга нейтрофилы, макрофаги, лимфоциты и дендритные клетки могут проникать в мозг из крови. Эти экстравазированные клетки способны  вызывать изменения в экспрессии генов и белков, о чем и сообщалось в многочисленных нейроиммунологических исследованиях. Важные биомаркеры психических расстройств  могут быть экспрессированы периферически, и и при этом они связаны с центральной модуляцией нейроиммунных ответов. Преимуществами периферического транскриптомного исследования являются легкость доступа к цельной крови и тот факт, что иммунные гены высоко экспрессированы. Например, множество генов области HLA, имеющие значение для всего генома, экспрессируются в образцах периферической крови, таких как C4 и HLA-DPA1. 

       Группа биомаркеров РНК представляет определенный интерес для психиатрии. Растущий объем работ продемонстрировал потенциальную пользу диагностических инструментов РНК с использованием периферических образцов, таких как цельная кровь, мононуклеарные клетки периферической крови и лимфобластные клеточные линии. Исследователями были проведены крупные исследования, в которых использовалась экспрессия РНК целого генома для сравнения здоровых лиц и пациентов с такими расстройствами, как болезнь Альцгеймера, аутизм, синдром Дауна, эпилепсия, синдром Туретта,  болезнь Хантингтона, синдром Клайнфелтера, рассеянный склероз , курение, большая депрессия, паническое расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство и субъективная социальная изоляция (одиночество).

      В настоящее время экспрессию РНК можно измерить с помощью массива экзонов Affymetrix 1.0 ST разработанного для скрининга биомаркеров. Массивы экзонов также широко используются для изучения генетических вариаций в кодирующих регионах. Результаты массива экзонов положительно коррелируют с RNA-Seq на большинстве уровней экспрессии транскрипта , а в некоторых случаях обнаруживают меньше ложноположительных результатов, чем RNA-Seq. Аналитические методы для массивов экзонов хорошо известны.

Гены

       Ген MKL2 состоит из множества экзонов, многие из которых подавляются при шизофрении и незначительно изменяются при биполярном аффективном расстройстве. MKL2 ​​является протоонкогеном, который широко распространен, высоко экспрессируется в таких областях мозга, как зубчатая извилина и связан с микроцефалией.

       Ген REL (протоонкоген REL, субъединица NF-κB) кодирует белок, принадлежащий к семейству доменов гомологии Rel / иммуноглобулин-подобная складка, плексин, фактор транскрипции (RHD / IPT). Этот протоонкоген играет роль в выживании и пролиферации В-лимфоцитов. SNP в этом гене связаны с восприимчивостью к язвенному колиту и ревматоидному артриту. Прямые мишени гена REL дифференциально экспрессированы при биполярном аффективном расстройстве и шизофрении. Гены противоположного кратного изменения, связанные с REL, наблюдались при биполярном аффективном расстройстве и шизофрении; например, ATP11A активирован при шизофрении и понижен при биполярном расстройстве , в то время как для PHF14 наблюдалась противоположная связь. 

       Два дополнительных гена на панелях биомаркеров, а именно PTGDS (простагландин D ₂[PGD ₂ ] синтаза) и FADS2 (десатураза жирных кислот 2), также позиционируются в литературе как гены-кандидаты. Экспрессия PTGDS снижена при биполярном расстройстве. Гены FADS2 и PTGDS работают в биосинтезе пути жирных кислот и сходятся на ключевых молекулах биполярного расстройства (BD), таких как арахидоновая кислота. HADHA значительно повышен при BD.  PTGDS участвует в синтезе PGD ₂ из PGH ₂ , опосредованного циклооксигеназой продукта арахидоновой кислоты, который является PUFA . PTGDS является высшим геном тревоги, модулированным изменениями PUFA (омега-3 жирной кислоты, докозагексаеновой кислоты)  в шкале конвергентной функциональной геномики. Повышенная экспрессия FADS2 была обнаружена в мозге больных шизофренией и биполярным расстройством после смерти. Активность FADS2 повышается при BD и связана с суицидальным поведением.  Повышенная активность FADS2 может снижать уровни PUFA как арахидоновой кислоты, так и эйкозапентаеновой кислоты, способствуя превращению в жирные кислоты с более длинной цепью.

        Некоторые исследователи наблюдали постоянное увеличение экспрессии IL5RA (рецептор интерлейкина 5, альфа) у больных, получавших литий.