摘要
改变线粒体电子传递链函数涉及病理生理学和精神分裂症的病因。 到目前为止,我们先前发表的研究(即第一个队列)仍然是唯一的研究表明,线粒体电子传递链不改变白细胞从个人精神病的临床风险很高。 这里,我们旨在复制先前的发现与一个独立的样本集和验证水平的线粒体复杂电流-电压内容在临床高危个体精神病。 我们证明了第二个群体(即验证组)作为第一组表达了类似的结果。 我们结合第一与第二队列和队列研究再次验证缺乏线粒体复杂的电流-电压微分水平两组之间的内容。 此外,我们能够验证一个关系复杂的三世内容和前驱的负面症状严重程度两组研究是结合在一起的。 此外,复杂的V内容和前驱的无序症状严重程度之间的相关性被发现在两个群体的总和。 总之,我们的结果表明,线粒体电子传递链的障碍不是个人的外周血单核细胞中发现的假定的前驱期精神分裂症。
介绍
精神分裂症(SCZ)是一种使人衰弱的疾病的大脑显著影响个体的生活质量。 研究表明,与早期干预,疾病有更好的结果1。 许多研究与线粒体功能障碍的病理生理学和SCZ病因2。 遗传、事后、外围和成像研究线粒体和mitochondrial-related基因表达的差异,改变了电子传递链活动和能量代谢的变化之间的综合控制和SCZ病人3.,4,5,6,7,8。 然而,对线粒体功能的研究已经稀疏关于SCZ的假定的前驱期。 以前,我们进行的第一项研究调查周边在个体水平的线粒体电子传递链复杂临床高危精神病(杆)相比,综合个人(CTL)9。 我们证明在外周血单核细胞(PBMCs),线粒体内容复杂的电流-电压没有在个体差异所对应而CTL9。 进一步,我们发现了一个线粒体复杂III之间负相关内容和负面症状有前驱症状的严重程度,表明线粒体复杂三世功能障碍可能与消极的前驱症状,需要进一步研究9。
缺乏不同线粒体电子传递链复合物还支持通过事后大脑组织的一项研究显示没有变化在复杂我SCZ患者的活动10。 此外,事后剖析大脑的另一项研究还显示没有改变核信使RNA的表达代码SCZ患者的线粒体蛋白质11。 然而,这些结果与许多外围SCZ患者的研究表明线粒体复杂功能的增加或减少。 研究,探索线粒体复杂活动PBMCs稳定的慢性SCZ患者显示减少复杂我活动,但没有改变在复杂II或III活动12。 的另一项研究调查了血小板SCZ个人在急性恶化发现增加线粒体复杂我在复杂的第四活动活动但是没有变化13。 此外,另一项研究发现线粒体复杂我活动增加血小板的患者急性加重慢性活动状态,但减少复杂我活动的患者残余状态14。 矛盾的一个可能的解释是,在第一组,我们专注于个体,从而向而不是个人,已经发达SCZ; 这是文献的主要焦点与线粒体功能障碍9(表1).
第一组的目的是检查外围线粒体含量变化所对应的个人和探索临床症状的相关性。 我们第一个队列,我们所知,是第一个在空空的人研究线粒体复杂的内容9。 在这项研究中,额外的CTL和空空的参与者招募为了验证初步结果。 我们使用相同的协议,生物样品采集方法和统计分析之前发表的研究9为了复制的研究设计。 在这项研究中,我们复制缺乏线粒体复杂的电流-电压差的内容与临床高危个体间精神病和综合控制。 样本组合增加电力的分析和结果确认缺乏线粒体复杂的电流-电压差的内容与临床高危个体间精神病和综合控制。 这表明线粒体电子传递链的蛋白质含量外周白细胞可能不是一个好的生物目标(即生物标志物)精神病前驱症状的风险评估或调查。 其他标记,如线粒体DNA线粒体子单元的内容或mRNA表达还有待全面调查了解这些方法能否检测线粒体功能障碍在空空的人口。
结果
验证组
人口统计信息
人口数据从第二组如表所示2。 没有统计上显著的差异在年龄、性别、身体质量指数(BMI)、烟酰胺核苷酸transhydrogenase(例数十分)的水平,和当前CTL和空空的团体之间的烟草使用。 有更多个人装备组阳性吸食大麻而CTL集团(χ2(33)= 3.35,p = 0.07)。 与两个人有6科目前使用抗精神病药物阿立哌唑(2.0毫克和未指明的数额),三人服用喹硫平(50毫克,200毫克,6.25毫克),和一个个人服用利培酮(0.5毫克)。
线粒体内容复杂的电流-电压
我们在这些独立的确认样品,CTL之间没有明显差异,在线粒体水平复杂从而向我(F (27) = 0.17, p = 0.68),复杂的二世(F (27) = 0.06, p = 0.81),复杂的三世(F (27) = 1.51, p = 0.23),复杂的IV (F (27) = 0.18, p = 0.68),和复杂的V (F (27) = 0.21, p = 0.65)内容(图。1)。 在控制了年龄、性别、体重指数、抗精神病药物使用,烟草使用、和大麻使用仍有细胞毒性t淋巴细胞之间没有显著差异,空空的线粒体蛋白质含量的复杂我(F (21) = 2.31, p = 0.14),复杂的二世(F (21) = 2.46, p = 0.13),复杂的三世(F (21) = 2.11, p = 0.16),复杂的IV (F (21) = 1.62, p = 0.22),和复杂的V (F (21) = 2.11, p = 0.16)的内容。 线粒体之间没有显著相关性复杂的电流-电压对应组的内容和标准作业程式和我国评估CTL和科组(p > 0.05)。
线粒体复杂电流-电压内容在临床高危(杆)组相比,综合控制(CTL); 报道在%例数十分内容验证队列。
结合第一组样本和验证组调查样本尺寸效应
人口统计信息
人口数据的两个研究结合表所示3.。 没有统计上显著的差异在年龄、性别、体重指数,例数十分CTL和空空的团体之间的蛋白质含量。 有8科集团目前的烟草使用者; 这完全不同于CTL集团(Χ吗2(1,N = 75) = 5.97, p = 0.015),和6当前大麻用户; 这完全不同于CTL集团(Χ吗2(1,N = 75) = 4.35, p = 0.037)。 结合,有11所对应个人目前使用抗精神病药物。 除了6个人服用抗精神病药物从当前研究中,5个人从第一个队列研究包括个人目前服用75毫克的喹硫平,三人服用利培酮(个人服用0.5毫克,其他两个人服用1.0毫克),和一个个人服用5.0毫克的阿立哌唑。
线粒体内容复杂的电流-电压
我们之间没有明显差异的进一步验证CTL和装备水平的线粒体复杂我(t (73) = 0.090, p = 0.93),复杂的二世(U = 554, p = 0.48),复杂的三世(t (73) = 0.019, p = 0.99),复杂的IV (U = 591, p = 0.78),和复杂的V (t (73) = 1.22, p = 0.23)内容(图。2)。 在控制了年龄、性别、体重指数、抗精神病药物使用,烟草使用、和大麻使用仍有CTL和杆之间没有显著差异水平的线粒体复杂我(F (67) = 1.49, p = 0.23),复杂的三世(F (67) = 0.56, p = 0.56),和复杂的V (F (67) = 3.61, p = 0.062)的内容。 ANCOVA可能不能进行线粒体水平的复杂的第二和第四的数据被非正态分布的。 第三杆组、复杂内容反向与安抚负面症状严重程度评分(r (43) =−0.38, p = 0.009)(补充图。S1)和安抚总症状严重程度评分(r (43) =−0.30, p = 0.047)(补充图。S2); 和复杂的V含量呈正相关,安抚无序严重程度评分(r (43) = 0.50, p = 0.001)(补充图。S3)。 除了第三复杂内容和安抚总症状严重程度之间的相关性,结果Bonferroni调整为多个比较后幸存下来。
线粒体复杂电流-电压内容在临床高危(杆)组相比,综合控制(CTL); 报道在%例数十分内容结合第一项研究和验证队列。
讨论
本研究成功地验证我们的结果首次发布队列9报告没有统计上的显著差异在线粒体细胞毒性t淋巴细胞之间复杂的电流-电压内容和对应; 在一个独立的样本集和也增加样本的数量。 这些结果似乎是矛盾的,此前发表的文献,关注患者线粒体活动差异充分发展SCZ相比CTL组和不对应12,13,14。
血小板线粒体复杂我活动显示在个人增加急性恶化SCZ CTL13,14在个人和减少残余SCZ状态7。 此外,研究线粒体复合物的研究活动与SCZ PBMCs个人稳定的慢性病发现线粒体减少复杂的活动12。 然而,这些研究还没有发现血小板线粒体变化复杂的第四个人SCZ急性加重13; 在个人和PBMC线粒体复合体II和III慢性SCZ稳定12。 线粒体的改变复杂活动的文学不同于这项研究的结果; 这可能是因为不同的组织进行了研究。 当前文学与精神病和外围线粒体复杂活动侧重于个人,已经开发了精神病12,13,14; 然而我们第一和第二的人口研究研究是危险的个人发展精神病。 这些人是公认的有前驱症状的精神分裂症的状态1530%的预期风险过渡到成熟的精神病发作前两年16。 纵向测试后空空的个人,将需要转化为完整的精神病,看看周边的线粒体复杂内容的改变在疾病进展而CTL。 这可能提供一个解释在线粒体改变复杂活动的文学; 确定改变的外围存在从SCZ的早期阶段,或如果它是疾病进展的结果。
研究相结合时,我们能够验证线粒体复杂III之间的负相关内容和负面症状有前驱症状的严重程度的研究首次出版。 阴性症状的特点是冷漠和动机普遍较低,这可能与低能量水平相关。 然而,这是一个投机的评论,因为我们没有测量三磷酸腺苷(ATP)的水平。 此外,文献仍处于起步阶段报告展示了辅酶Q10,一种抗氧化剂,能够扭转引起的快感缺乏长期抑制压力的老鼠17。 我们无法验证线粒体复杂V之间的负相关内容和我国关注内部氧化物CTL或装备和CTL结合时,看到在发表第一个队列(补充无花果S4和S5)。 最后,一个新的积极的相关性被发现线粒体之间复杂的V内容和安抚混乱症状分数在第一和第二军团的总和。 虽然十分显著的正相关关系出现在第一批独立和验证研究,他们只探索性分析。
缺乏差异的水平的线粒体复合物内容CTL和杆之间在这项研究可能表明线粒体的变化复杂的内容在假定的前驱的人口还没有系统性,也可能只存在于大脑; 在大脑中所提到更高水平的乳酸5,8。 另外,纵向研究是必要的理解线粒体功能障碍是否疾病进展的结果,如果它的系统性表现只有在疾病的晚期12,13,14。 总之,我们从我们的第一个研究和验证研究结果支持在PBMCs线粒体电子传递链功能障碍不存在个人的假定的前驱期精神分裂症。
方法
参与者和样品收集
以前,第一个队列研究由Da Silva)等。9招募了42个参与者; 其中包括16个综合控制(CTL)和26所对应的个人。 人口数据之前首先研究可以发现在Da Silva出版等。9。 在第二个研究中,有33个额外的参与者招募; 包括14 CTL和19个空空的人。 空空的个体被确定通过关注青少年精神病预防(FYPP)诊所成瘾和精神健康中心的(CAMH)前驱的风险综合症的诊断标准确定的前驱症状(警察)。 临床状态和前驱症状的严重程度进行评估的结构化面试精神病危险综合征(sip)的精神病危险症状(安抚)18,19。 标准作业程式包含四个不同分量表的症状有前驱症状的严重程度:阳性症状,混乱症状,一般症状18,19。 参与者包含的方法,评估为前驱症状和认知,药物筛选,可以找到和样品收集在我们的第一个队列2研究。 我们都按照相同的方法确保复制。 本研究中心的研究伦理委员会批准的成瘾和精神健康。 程序都彻底向参与者解释之前提供书面和知情同意。 所有程序都按照指导方针和法规执行由我建立GCP E6和健康加拿大。
线粒体内容复杂的电流-电压
方法评估线粒体复杂的电流-电压内容可以在第一个队列2研究。 我们都按照相同的方法确保复制。
解释变量之间mtDNA内容个人,结果报告的比例每个参与者的水平的烟酰胺核苷酸transhydrogenase(%例数十分)。 例数十分是核编码的蛋白质内线粒体膜,氧化磷酸化密切相关20.。 因此,它为每个参与者作为一个内部参考。
统计分析
统计分析的方法是从第一个复制研究2。 非正态分布数据之前日志转换分析。 除了测试执行像Da Silva所描述的那样等。9; 集团(CTL对科)的影响线粒体复杂电流-电压内容MANOVA和MANCOVA评估。 体重指数、年龄、性别、急性吸食大麻,急性烟草使用、和抗精神病MANCOVA作为协变量的使用。 统计分析方法从达席尔瓦被复制等。9检查线粒体复杂的电流-电压之间的关联内容,认知和前驱症状。 进一步验证,MANOVA和MANCOVA也以前公布的数据上执行第一项研究; 相同的协变量添加到MANCOVA。 结果证实与为每个线粒体差异组复杂的(补充表S1)。 数据从先前发表的研究首次和第二项研究当时的总和。 组线粒体的影响复杂的电流-电压内容评估独立t和ANCOVAs对于正态分布数据,为非正态分布数据和Mann-Whitney U测试。 体重指数、年龄、性别、急性吸食大麻,烟草使用、抗精神病药物使用和研究(第一或第二项研究)包括ANCOVAs不。 统计分析方法从达席尔瓦被复制等。9检查线粒体复杂的电流-电压之间的关联内容,认知和前驱症状。 克鲁斯卡尔-沃利斯测试进行比较线粒体之间复杂的电流-电压含量CTL和空空的第一项研究中,第二项研究,研究相结合。 所有统计分析进行SPSS(20.0版)和图形创建使用GraphPad棱镜(版本7.0,2016)。