Epigenetic mechanisms in schizophrenia

Dialogues Clin Neurosci. 2014 Sep;16(3):405-17. doi: 10.31887/DCNS.2014.16.3/sakbarian.

Abstract

Schizophrenia is a major psychiatric disorder that lacks a unifying neuropathology, while currently available pharmacological treatments provide only limited benefits to many patients. This review will discuss how the field of neuroepigenetics could contribute to advancements of the existing knowledge on the neurobiology and treatment of psychosis. Genome-scale mapping of DMA methylation, histone modifications and variants, and chromosomal loopings for promoter-enhancer interactions and other epigenetic determinants of genome organization and function are likely to provide important clues about mechanisms contributing to dysregulated expression of synaptic and metabolic genes in schizophrenia brain, including the potential links to the underlying genetic risk architecture and environmental exposures. In addition, studies in animal models are providing a rapidly increasing list of chromatin-regulatory mechanisms with significant effects on cognition and complex behaviors, thereby pointing to the therapeutic potential of epigenetic drug targets in the nervous system.

La esquizofrenia es un importante trastorno psiquiátrico que carece de una neuropatología única, y que ios tratamientos farmacológicos disponibles en la actualidad solo aportan beneficios limitados para muchos pacientes. Esta revisión discute cómo el campo de la neuroepigenética podría contribuir a los avances del conocimiento existente sobre la neurobiología y el tratamiento de las psicosis. Es probable que el mapeo a gran escala del genoma de la metilación del ADN, las variantes y modificaciones de la histona, y los lazos cromosómicos para las interacciones entre el reforzador y el promotor, y otros determinantes epigenéticos de la organización y función del genoma proporcionen pistas importantes acerca de los mecanismos que contribuyen a la mala regulación de la expresión de los genes sínápticos y metabólicos en el cerebro de pacientes con esquizofrenia, incluyendo los potenciales vínculos con los riesgos genéticos subyacentes a la arquitectura y a las exposiciones ambientales. Además, los estudios en modelos animales están aportando una lista rápidamente creciente de mecanismos reguladores de la cromatina con efectos significativos en la cognición y en conductas complejas, lo que apunta al potencial terapéutico de fármacos epigenéticos para blancos en el sistema nervioso.

La schizophrénie, trouble psychiatrique majeur, manque d'une neuropathologie unifiée, les médicaments actuellement disponibles n'offrant que des bénéfices limités à de nombreux patients. Cet article étudie la façon dont la neuroépigénétique pourrait faire progresser les connaissances actuelles en neurobiologie et en thérapeutique de la psychose. La cartographie à l'échelle du génome de la méthylation de l'ADN, des modifications et des variantes de l'histone, des boucles chromosomiques des interactions promoteur-activateur et d'autres déterminants épigénétiques de l'organisation et de la fonction du génome sont probablement des pistes importantes menant aux mécanismes participant à l'expression dérégulée des gènes métaboliques et synaptiques au sein du cerveau schizophrène, y compris les liens éventuels avec l'architecture sous-jacente du risque génétique et les expositions à l'environnement. De plus, des études de modèles animaux fournissent une liste exponentielle de mécanismes de régulation de la chromatine ayant des effets significatifs sur la cognition et les comportements complexes, suggérant donc des cibles médicamenteuses épigénétiques à potentiel thérapeutique dans le système nerveux.

Keywords: DNA methylation; epigenetic drug target; epigenome; histone modification; prefrontal cortex; psychosis.

Publication types

  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Animals
  • Epigenesis, Genetic / physiology*
  • Epigenomics
  • Humans
  • Prefrontal Cortex / metabolism
  • Prefrontal Cortex / pathology
  • Schizophrenia / genetics*
  • Schizophrenia / metabolism
  • Schizophrenia / pathology