孕期吸烟对胎儿大脑的影响 《精神分裂症》
“怀孕期间吸烟对人类额叶皮质转录本ome的发育影响”的研究是AndrewE的团队。这项研究于2020年发表在《分子精神病学》杂志上。
发现两组之间存在显著差异，吸烟组作为免疫基因的MARCO表达明显低于非吸烟组。此外，研究人员还分析了吸烟和不吸烟的精神分裂症患者大脑中RNA-seq数据的差异表达，发现吸烟的精神分裂症患者的MARCO基因明显低于不吸烟者。为了评估结果的稳定性，研究人员还根据可替宁(尼古丁的主要代谢产物)的水平将健康成年人分为三组:不吸烟组、轻度吸烟组和重度吸烟组。对他们的RNA-seq数据进行差异表达分析也发现，随着吸烟的加重，MARCO基因的表达水平明显下降，如下图所示。结果表明，香烟烟雾暴露对成人前额叶皮层转录组的影响小于对发育中的大脑的影响。
发现分娩前差异表达的基因和与年龄有交互作用的基因在额叶皮层和颞叶皮层排序较高，而在小脑没有得到验证。结果表明，母亲孕期吸烟影响大脑皮层发育相关基因的变化可能与自闭症谱系障碍中的皮层病理有关。
从而更好地确定自闭症谱系障碍基因集合的敏感性和特异性。结果SFARI数据库中显著富集了产前疾病的基因，SFARI数据库、AutDb数据库和提取的非综合自闭症谱系障碍基因数据集中显著富集了与年龄相互作用的基因，表明受香烟烟雾暴露影响的基因在自闭症谱系障碍和其他神经精神障碍的基因集中富集。
发现最显着富集的KEGG途径是尼古丁成瘾、逆内酰胺信号和神经活性配体-受体相互作用。最丰富的生物学过程包括行为、神经系统发育的积极调节和突触组成。研究人员还使用疾病本体富集分析来探索差异表达基因相关的疾病，发现最丰富的疾病本体是自闭症谱系障碍。
同样，母亲在怀孕期间吸烟可能会破坏神经发育的相关通路，从而导致后代患神经精神疾病的风险增加，尤其是自闭症谱系障碍。这项研究结果为吸烟对胎儿大脑皮层发育的影响提供了新的分子线索。
首先，研究人员分析了暴露于吸烟和未暴露于吸烟的胎儿背外侧前额叶皮层样本的RNA-seq测序数据，以确定胎儿暴露于吸烟所影响的基因。
目前，吸烟和尼古丁成瘾是主要的公共健康问题，因为它们与成人癌症、呼吸系统疾病和许多其他疾病的风险增加显著相关。吸烟对胎儿发育有不利影响，与胎儿生长受限、低出生体重、死产和死亡风险增加有关。虽然吸烟可能会影响胎儿的健康，但美国仍有8.4%的孕妇在怀孕期间继续吸烟。
越来越多的证据表明，怀孕期间接触香烟中的尼古丁和其他成分与以后患神经精神疾病的风险增加有显著关系。孕期吸烟是后代神经精神疾病的危险因素，包括精神分裂症、注意缺陷多动障碍、认知障碍、强迫症和自闭症。
然后，为了评估这些基因的发育特异性，研究人员对成年吸烟者和非吸烟者的皮质基因表达进行了同样的分析。
最后，为了探索不同年龄对吸烟暴露的潜在影响，研究人员进行了交互分析，对这些基因进行了功能富集分析和基因集富集分析。
这些数据包括暴露于吸烟和未暴露于吸烟的胎儿的背外侧前额叶皮质样本的测序结果。对结果进行校正后，发现有14个基因差异表达，其中KCNN2、GABRA4和NRCAM基因与尼古丁依赖或更广泛的成瘾有关，而CNTN4、EPHA8和PCDH10基因在神经系统的发育中起重要作用，可能与神经精神疾病有关。
本研究对暴露于吸烟和未暴露于吸烟的胎儿脑样本进行转录组分析，以探索与胎儿暴露于吸烟相关的差异表达基因。而且接触吸烟环境对正在发育的大脑影响更大，可能是由于胎儿发育早期接触不良环境导致神经发育中断。
为探讨不同年龄对吸烟暴露的潜在影响，结果显示，1315个基因对应5293个差异表达类型(基因、外显子、外显子拼接和表达区域)，且在不同年龄和不同吸烟暴露下相互作用。取这四种差异表达形式的交集，发现所有表达类型中有87个基因存在显著的相互作用，315个基因仅在外显子水平存在显著的相互作用，说明转录组水平的分析可能优于基因水平，通过转录组分析可以挖掘转录组的变化，如下图所示。
虽然母亲怀孕期间吸烟对后代的心理健康有潜在影响，但吸烟对人类大脑发育的生物学影响却知之甚少。母亲孕期吸烟导致神经精神疾病的可能分子机制仍不清楚。先前的研究已经发现了脐带血中的表观遗传变化或胎盘中的差异基因表达。只有一项研究直接考察了母亲孕期吸烟与分娩前胎儿脑表观遗传变化的关系，但从未研究过吸烟引起的产前脑转录组的变化。因此，研究人员开展了这项研究，希望挖掘出与疾病风险相关的潜在机制。
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