Nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực khoa học thần kinh cho thấy các loại tế bào riêng biệt có thể góp phần vào sự phát triển của các rối loạn tâm thần, bao gồm cả tâm thần phân liệt. Tuy nhiên, việc xác định các loại tế bào đóng vai trò trong bệnh tâm thần phân liệt đặc biệt khá khó khăn khi sử dụng một số kỹ thuật thông thường nhất để phân tích mô người.

Các nhà nghiên cứu tại Viện phát triển não Lieber và Viện nghiên cứu Astellas của Mỹ gần đây đã thực hiện một nghiên cứu mới nhằm nghiên cứu biểu hiện gen bên trong một loại tế bào thần kinh quan trọng có khả năng liên quan đến bệnh tâm thần phân liệt. Trong bài báo của họ, được đăng trên tạp chí Nature Neuroscience, họ đã mô tả biểu hiện gen được tìm thấy nằm trong vùng não bộ có liên quan đến tâm thần phân liệt, cụ thể là vùng hồi răng (dentate gyrus) trong vùng hải mã.

Trong vài năm qua, nhóm nghiên cứu đã tiến hành một số nghiên cứu với mục tiêu có thể hiểu rõ hơn về sự tương quan phân tử của bệnh tâm thần phân liệt bằng cách phân tích các mô não được lấy từ các bệnh nhân đã chết. Những thí nghiệm này được thực hiện trên mô não đồng nhất chứa hỗn hợp phức tạp của nhiều loại tế bào. Tuy nhiên, việc sử dụng mô não đồng nhất dường như xa vời với ý tưởng với nhóm nghiên cứu bởi vì nó khiến việc điều tra các loại tế bào cụ thể liên quan đến tín hiệu biểu hiện gen trong bệnh tâm thần phân liệt trở nên khó khăn hơn.

Trên Medical Xpress, Daniel Hoeppner, thành viên trong nhóm thực hiện nghiên cứu, cho biết: “Nghiên cứu trước đây cũng liên quan đến vùng hồi răng trong bệnh tâm thần và tiểu vùng của vùng hải mã này đóng một vai trò rất quan trọng trong việc nhớ. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã tận dụng sự xuất hiện các hình thái khác biệt của lớp tế bào hạt, sử dụng công nghệ microdissection để cắt lớp này ra khỏi mô quanh vùng hải mã”.

Thiết kế thử nghiệm mà các nhà nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu gần đây của họ có một số lợi thế quan trọng. Một trong những thế mạnh chính của nó là nó liên quan đến việc sử dụng dữ liệu giải trình tự RNA (RNA-seq) từ cả hai bên bán cầu của não; vùng hải mã khối lớn xuất phát từ một bán cầu não và lớp tế bào hạt vùng hồi răng xuất phát từ vùng khác.

Bằng cách phân tích dữ liệu này, các nhà nghiên cứu có thể xác định được gen biểu hiên dấu hiệu đặc biệt đối với lớp tế bào hạt của vùng hồi răng (DG-GCL) và những gen khác dường như được phân chia với các phần khác của vùng hải mã. Những trái ngược xảy ra bên trong các tế bào riêng biệt trong các vùng hải mã khác nhau là trọng tâm chính của các phân tích nghiên cứu.

“Từ quan điểm phương pháp luận, nhiều nhà nghiên cứu đã chuyển từ nghiên cứu mô não đồng nhất trực tiếp sang nghiên cứu các hạt nhân tế bào riêng lẻ bằng cách sử dụng các công cụ giải trình tự RNA nhân đơn (snRNA-seq). Tuy nhiên, các phương pháp tiến bộ này chỉ mô tả được sơ lược các biểu hiện gen, đặc biệt là đối với các quần thể tế bào ít phong phú. Việc sử dụng các thiết bị vi phẫu laser (laser capture microdissection - LCM) cho phép nhóm nghiên cứu tập trung vào các quần thể tế bào có hình thái học hoặc không gian đã được xác định và sử dụng các công nghệ giải trình tự tiên tiến hiện nay để xác định các hệ phiên mã của chúng”, Thomas Hyde, một nhà nghiên cứu khác tham gia nghiên cứu, cho biết.

Sử dụng thiết bị LCM kết hợp với kỹ thuật giải trình tự RNA, các nhà nghiên cứu có thể xác định được các loại tế bào và hiệu ứng di truyền trong vùng não DG-GCL có thể liên quan đến nguy cơ phát triển tâm thần phân liệt. Nhóm nghiên cứu đã xác định khoảng 9 triệu đặc điểm biểu hiện gen trong vùng DG-GCL, 15% trong số đó có sự khác lạ hẳn với vùng não này và không biểu hiện ở các vùng khác trong khối vùng hải mã. 15% này bao gồm 15 vị trí biểu hiện đã được đánh dấu trước đây được xem như là các biến thể có nguy cơ gây bệnh tâm thần phân liệt.

Tiến hành phân tích những phát hiện này, các nhà nghiên cứu phát hiện thấy các tín hiệu di truyền liên quan đến tâm thần phân liệt chưa từng được xác định trước đây, bao gồm sự giảm biểu hiện gen GRM3 và CACNA1C.

“Việc xác định các liên kết gen rủi ro mới và đặc biệt trong vùng hồi răng đã thúc đẩy nhóm nghiên cứu thực hiện các thí nghiệm chức năng để tạo ra các tế bào thần kinh hạt vùng hải mã từ các tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSCs) và thay đổi các biểu hiện của các gen nguy cơ đó để có thể hiểu rõ hơn mức độ rủi ro các cơ chế sinh học”,  Mitsuyuki Matsumoto, thuộc nhóm nghiên cứu, cho biết.

Báo cáo gần đây đã làm nổi bật tiềm năng to lớn của việc sử dụng các chiến lược chọn mẫu nhắm mục tiêu, chẳng hạn như microdissection, để nghiên cứu các mẫu tế bào cụ thể trong não người. Những phát hiện trong nghiên cứu này đã cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị mới về các mẫu biểu hiện gen có thể liên quan đến nguy cơ phát triển tâm thần phân liệt.

P.T.T (NASATI0, theo https://medicalxpress.com/news/2020-03-neuroscientists-insight-genetic-schizophrenia.html, 31/3/2020