精神疾病会使人衰弱,并且通常涉及遗传因素,但进化并没有将其淘汰。现在,最近的研究开始揭示自然选择的作用——让我们得以窥见精神疾病的遗传基础是如何随着时间推移而变化的。
许多精神疾病是多基因的:它们可能涉及数百或数千个基因和DNA突变。追踪如此多基因区域的进化过程可能很困难,而且此类研究需要大量基因组数据集。但是,大规模人类基因组数据库的出现使研究人员能够寻找精神疾病与可能驱动其出现和发展的环境和社会条件之间的可能联系。其他人则正在研究尼安德特人的基因序列,以帮助了解人类的这些疾病以及认知能力。这些团队中的几个在10月下旬于佛罗里达州奥兰多举行的美国人类遗传学学会 (ASHG) 会议上展示了他们的发现。
一项研究发现,进化选择了被认为可以预防精神分裂症的DNA变异。这项研究由伊利诺伊州芝加哥大学的群体遗传学家芭芭拉·斯特兰杰领导,使用了统计方法研究了数十万个人类基因组,该方法可以识别过去2000年中选择的信号。在与任何其他精神疾病相关的基因区域中,没有选择的迹象。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
加拿大本拿比西蒙弗雷泽大学的进化生物学家伯纳德·克雷斯皮说,精神分裂症的许多症状,如听幻觉和句子混乱,都涉及与言语相关的大脑区域。他说,在人科动物的进化过程中,说话的能力可能超过了语言相关基因发生故障并在少数人中导致精神分裂症的小但不可避免的风险。
寻求背景
另一个团队,由康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的人类遗传学家雷纳托·波利曼蒂领导,正在试图梳理环境因素、精神疾病和行为特征之间的联系。波利曼蒂和他的同事研究了来自欧洲23个地点的2455个DNA样本,并量化了每个人患精神疾病(如自闭症)和人格特征(如外向)的总体遗传风险。然后,他们计算了该风险是否与某些环境因素相关,例如降雨量、冬季温度或传染病的流行程度,从而探索了这些因素可能参与了人类特征选择的想法。
他们发现,居住在冬季温度相对较低的欧洲地区的人,在基因上更容易患精神分裂症。波利曼蒂认为,如果帮助人们耐寒的基因位于基因组中靠近促进精神分裂症的变异附近,那么后者可能在进化过程中作为“同行者”被无意中携带下来。
田纳西州纳什维尔范德比尔特大学的进化遗传学家托尼·卡普拉说,“这是首次尝试在与精神疾病相关的多基因变异上添加一些环境背景”。波利曼蒂现在计划在世界其他地区重复这项研究。
赞成与反对
然而,理清遗传和环境的作用将是困难的,因为过去未知的环境条件可能会选择当时有利的特征,但今天被认为是负面的。其他进化因素可能会间接导致精神疾病。斯特兰杰说,过度活跃的免疫系统被认为与许多精神疾病(如抑郁症)有关,但更强的免疫系统会使人类祖先对疾病更具抵抗力。
一些研究人员正在通过不同的角度探索精神疾病的进化:通过观察尼安德特人和人类组织中基因活动的可能差异。卡普拉和范德比尔特人类遗传学家劳拉·科尔布兰领导的一个小组使用现代人类基因组数据库来寻找表明基因在体内不同组织中受到不同调节的DNA标记。然后,他们在两个尼安德特人基因组中寻找这些标记。该团队发现,与人类大脑相比,尼安德特人大脑中与神经发育相关的基因受到不同的调节。
因此,虽然FOXP2等与语言相关的基因的DNA序列在人类和尼安德特人中是相同的,但人类大脑可能会产生更多相关蛋白质,从而提高了语言能力。如果尼安德特人的大脑与人类大脑相似,并且他们是否可能患有类似的精神疾病,那么研究结果最终可能会更好地了解尼安德特人大脑的功能。
卡普拉说,研究精神疾病是如何进化的仍处于早期阶段,但是使用大规模人类基因组数据库的能力是一个令人兴奋的进步。他和他的同事计划利用这一优势,对尼安德特人和人类之间不同的基因区域进行调查,寻找基因表达方式的差异。
本文经许可转载,并于2017年10月30日首次发表。