本研究通过整合GSE54913数据集的生物信息学分析、定量实时聚合酶链式反应（qRT-PCR）验证以及在独立队列中与言语记忆的相关性分析，评估SUCNR1和GPR37L1作为与精神分裂症相关的候选分子标志物的潜力。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本研究通过整合GSE54913数据集的生物信息学分析、定量实时聚合酶链式反应（qRT-PCR）验证以及在独立队列中与言语记忆的相关性分析，评估SUCNR1和GPR37L1作为与精神分裂症相关的候选分子标志物的潜力。
精神分裂症是一种严重的、复杂的、多因素的精神障碍，涉及多种遗传易感性因素，导致显著的残疾、发病率和死亡率。尽管在理解其病理生理学和病因方面已取得重大进展，但精神分裂症特异性的诊断生物标志物仍不明确。本研究旨在鉴定与精神分裂症相关的候选分子标志物。对公共微阵列数据集 GSE54913 进行了整合性生物信息学分析。基因本体（Gene Ontology, GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路分析显示，最显著富集的 GO 条目与通道活性相关，包括被动跨膜转运体活性、离子通道活性、门控通道活性和底物特异性通道活性。前五项显著富集的 KEGG 通路分别为胰岛素分泌、cAMP 信号通路、核苷酸切除修复、TNF 信号通路和谷胱甘肽代谢。使用来自武汉荣军优抚医院的独立样本集，通过实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）对结果进行了验证。qRT-PCR 结果与微阵列分析结果基本一致（Pearson r = 0.89，95% CI：0.66–0.97）。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析鉴定出两个核心基因 SUCNR1 和 GPR37L1，它们显著关联于 GO 条目“离子通道活性”，并在 KEGG 通路“胰岛素分泌”中显著富集。此外，SUCNR1 的表达水平与言语记忆评分呈负相关（r = -0.54，P = 0.015），而 GPR37L1 的表达水平则呈正相关（r = 0.59，P = 0.0034）。这些发现提示，SUCNR1 和 GPR37L1 表达的改变可能与精神分裂症相关，并可作为进一步研究的候选分子标志物。
精神分裂症是一种病因未明的慢性复杂性精神障碍，其特征为严重的大脑功能障碍、认知损害以及心理社会功能缺陷1。该疾病构成了重大的全球公共卫生负担，全球患者人数超过2100万2。尽管在过去五十年中诊断和治疗方法取得了显著进展，但其核心发病机制仍不明确，与显著残疾、疾病负担和死亡率相关的长期预后也未得到明显改善3。因此，识别潜在的关键基因和调控靶点至关重要。
尽管精神分裂症的病理生理机制尚未完全阐明，但普遍认为其与遗传多态性及基因表达变异有关4。例如，雌激素α基因的遗传变异可能通过影响基因调控和转录本加工过程，从而改变个体对精神分裂症的易感性5。类似地，NRG1基因的一个功能性启动子变异已被证实与精神分裂症相关，并与III型NRG1异构体表达水平降低相关联6。尸检研究显示，精神分裂症患者脑组织中PDE4B异构体的表达显著下调，提示其具有潜在的预测价值7。其他候选基因包括多巴胺转运体（DAT）、囊泡单胺转运体（VMAT2）和单胺氧化酶（MAO），这些分子参与突触间隙多巴胺水平的调控，可能作为生物标志物8。此外....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究经武汉荣军优抚医院伦理委员会批准（项目识别代码：YF-IRB202310215），并遵循《赫尔辛基宣言》的原则进行。所有参与者均为中国社区居民，并签署了书面知情同意书。
研究对象与血液采样
纳入10名确诊为精神分裂症的成年患者和10名无三代以内精神疾病家族史的健康对照志愿者。精神分裂症患者的纳入标准：（1）由两名独立的高级精神科医师根据DSM-5标准确诊为精神分裂症；（2）年龄18–65岁；（3）在采血前至少4周内未更改抗精神病药物治疗方案；（4）愿意签署书面知情同意书。排除标准：（1）合并重大躯体疾病（如糖尿病、心血管疾病、癌症）；（2）过去6个月内存在物质滥用或依赖；（3）智力障碍；（4）妊娠或哺乳期。健康对照组的纳入标准：（1）本人及三代以内亲属无任何精神疾病史；（2）从未使用过抗精神病药物；（3）年龄和性别与精神分裂症组相匹配；（4）无重大躯体疾病。精神分裂症患者的平均病程为12.5 ± 6.8年；所有患者均接受稳定的抗精神病药物治疗（6例使用利培酮，4例使用奥氮平）；阳性和阴性症状量表（PANSS）总分平均为76.4 ± 12.3。对照组在年龄（±5岁）和性别（每组5名男性、5名女性）方面相匹配。采用霍普金斯言语学习测验修订版（HVLT-R）的总回忆得分评估言语记忆功能。所有受试者均于2025年1月1日至7月31日期间在中国武汉荣军优抚医院招募。基线人口学特征详见表1。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
差异表达基因的鉴定与层次聚类
对 GSE54913 数据集的分析共鉴定出 473 个差异表达基因（DEGs），其中包括 357 个上调基因和 116 个下调基因，这些基因在精神分裂症患者与对照组之间存在显著差异（图 2A、B）。这些差异表达基因的层次聚类能够将精神分裂症样本与对照组样本区分开来（图 2C）。
差异表达基因的功能富集分析
GO 富集分析鉴定出与通道活性相关的术语，包括被动跨膜转运体活性、离子通道活性、门控通道活性和底物特异性通道活性（原始 P 值 < 0.05；表3）。KEGG 通路分析鉴定出胰岛素分泌、cAMP 信号通路、核苷酸切除修复、TNF 信号通路和谷胱甘肽代谢为最显著富集的通路（原始 P 值 < 0.05；图3C 和 <.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
精神分裂症是一种严重的多因素疾病，涉及多种遗传易感因素13,14。尽管在理解其病理生理机制方面已取得进展，但仍缺乏可靠的诊断生物标志物。本研究采用整合性生物信息学方法，在精神分裂症患者血液样本中鉴定出473个差异表达基因（DEGs）。基因本体（GO）和KEGG通路分析显示，这些基因在通道活性相关术语和通路中显著富集，包括胰岛素分泌、cAMP信号通路、核苷酸切除修复、TNF信号通路以及谷胱甘肽代谢。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析进一步识别出SUCNR1和GPR37L1为枢纽基因，且其表达水平与言语记忆表现相关，提示它们可能作为精神分裂症相关的分子标志物具有潜在意义。
富集的 "通道活性" GO 术语与先前的精神分裂症研究一致。电压门控钙通道（如 CACNA1C、CACNB2）和钾通道（如 Kv3、Kv2.1）已被证实与精神分裂症易感性及神经元兴奋性相关15,16。同样，本研究发现的最显著 KEGG 通路也与.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
作者声明无利益冲突。
本研究由非传染性慢性疾病-中国国家科技重大专项（2025ZD0549004）资助。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| affy | Bioconductor | https://bioconductor.org/packages/affy/ | 微阵列预处理软件 描述： 用于微阵列预处理的 R 软件包 |
| clusterProfiler | Bioconductor | https://bioconductor.org/packages/clusterProfiler/ | 功能富集分析软件 描述： 用于功能富集分析的 R 软件包 |
| CytoHubba | 中国生物信息学研究所 | https://apps.cytoscape.org/apps/cytohubba | 枢纽基因识别插件 描述： 用于枢纽基因识别的 Cytoscape 插件 |
| Cytoscape | Cytoscape Consortium | https://cytoscape.org/ | 网络可视化软件 描述： 用于网络可视化与分析的软件 |
| G*Power | 海因里希·海涅大学 Dü杜塞尔多夫 | https://www.psychologie.hhu.de/arbeitsgruppen/allgemeine-psychologie-und-arbeitspsychologie/gpower | 样本量计算软件 描述： 样本量计算软件 |
| GraphPad Prism | GraphPad Software | https://www.graphpad.com/ | 统计分析与绘图软件 描述： 统计分析与绘图软件 |
| Histopaque-1077 | Sigma-Aldrich | 10771 | 密度梯度介质 描述： 用于PBMC分离的密度梯度介质 |
| 填补 | Bioconductor | https://bioconductor.org/packages/impute/ | 缺失值填补软件 描述： 用于缺失值填补的 R 包 |
| Limma | Bioconductor | https://bioconductor.org/packages/limma/ | 差异表达分析软件 描述： 差异表达分析的R语言软件包 |
| MCODE | Cytoscape 应用程序 | https://apps.cytoscape.org/apps/mcode | 子网络提取插件 描述： 用于子网络提取的 Cytoscape 插件 |
| R/Bioconductor | R 基金会 | https://www.r-project.org/ | 统计计算环境 描述： 统计计算环境 |
| STRING | EMBL | https://string-db.org/ | 蛋白质-蛋白质相互作用数据库 描述： 蛋白质-蛋白质相互作用数据库 |
| SYBR Green | Takara | RR820A | qRT-PCR用荧光染料 描述： qRT-PCR荧光染料 |
| TRIzol | Takara | 9109 | RNA提取试剂 描述： RNA提取试剂 |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。