由美国约翰霍普金斯大学医学院Guo-li Ming医学博士和Hongjun Song博士领导的一个基于Ion Proton二代测序平台进行RNA seq的研究报告说，与精神分裂症，双相情感障碍和重度抑郁症相关的一个基因变异，对发育中的大脑的神经元之间的连接造成严重的破坏。相关文章发表于2014年8月7日的《Nature》杂志上。

使用由有精神疾病和没有精神疾病的人中产生的干细胞，观察一种罕见的恶性遗传变异对年轻的脑细胞的影响。结果补充证据表明，几种主要的精神疾病在早期大脑发育中的错误“连线”有着共同的根源。

“这是为了及时返回观察，当一个人在子宫内的时候发生了什么，导致后来发生精神疾病的下一步骤，”Ming说。“我们的发现提供了最有说服力的证据，证明答案就在于脑细胞彼此连接的突触上。”

先前的证据来源于尸体解剖，以及一些研究证据表明，一些影响突触的遗传变异也可增加患精神疾病的几率。但是，这些研究无法显示原因和结果之间的一个直接关系。

研究常见的精神疾病的遗传学的一个困难是，它们通常是由环境因素与多个基因变异结合而引起的，任何一个基因变异本身都不能够引发疾病。除了一个罕见的例外，该基因称为扰乱精神分裂症1(DISC1)，其中有些突变具有很强的作用。两个家庭被发现，具有DISC1突变的许多成员都有精神疾病。

为了找出具有DNA“字母”删除的DISC1突变如何影响发育期间的大脑，研究团队收集了，来自于这些家庭中既没有突变也没有精神疾病的母亲和女儿，以及具有突变和严重抑郁症的父亲，还有另一个携带变异和具有精神分裂症的女儿的皮肤细胞。为了作比较，他们还收集了与之不相关的健康人的样品。博士后Zhexing Wen博士，诱导皮肤细胞形成五种干细胞系，以及成长为非常纯粹的突触形成的神经元。

神经元在培养皿中生长六个星期后，美国宾夕法尼亚州立大学的合作者测量了它们的电活动，发现那些具有DISC1变异的神经元比那些没有变异的多了大约一半的突触。为了确定这个差异确实是由DISC1变异而不是其他遗传差异引起的，研究生Ha Nam Nguyen花了两年的时间，研制出靶向三种干细胞系的基因变化。

在具有变异的细胞系中的一种，他用一个健康的版本置换了DISC1基因。他还将致病变异插入来自于一个家庭成员的一种健康的细胞系，以及来自无关对照组的细胞系中。果然，研究人员报告说，不具有突变的细胞生长出正常数量的突触，而那些插入突变的细胞则多了一半。

“我们明确的回答了，DISC1变异是否负责降低突触的生长，”Ming说。

为了了解DISC1如何作用于突触，研究人员还比较了健康的与那些具有变异的神经元的基因活动水平。让他们吃惊的是，超过100个基因的活动是不同的。“这是第一个迹象表明，DISC1调控了大量的基因，其中许多都与突触的活动有关，” Ming说。

目前该研究小组正在寻找，与精神障碍更加密切相关的其他基因。通过更好地了解精神疾病的根源，他们希望最终开发出更好的治疗方式。