焦虑症 (AD) 影响着全球超过 2.8 亿人，使其成为最常见的心理健康状况之一。从家族遗传来看，AD 具有遗传基础，患有一种 AD 亚型的人往往有另一种亚型，这表明存在共同的遗传基础。尽管与 AD 相关的大脑回路已被确定，但其与基因表达的联系仍不清楚。日本京都大学的两名研究人员着手揭示这种联系，并发现了大脑中表达的两个基因簇。

在之前的研究中，靶向基因测序和全基因组关联研究 (GWAS) 揭示了患有 AD 或与焦虑相关的人格特征的人经常发生的突变。这些突变已被映射到人类基因组中的特定基因。同时，功能性磁共振成像(fMRI)和正电子发射断层扫描(PET)等神经影像技术表明，特定神经回路的活动可以预测恒河猴的焦虑气质，而这些猴子的微刺激技术可以证明哪些神经回路与AD症状有关。

京都大学的研究人员 Karunakaran 女士和Amemori 博士研究了 AD 相关基因是否在通过成像和微刺激技术识别的相同神经回路中表达。具体来说，他们通过分析与四种 AD 亚型(广泛性焦虑症、社交焦虑症、强迫症、艾伦大脑图谱中显示了 200 多个正常人脑区域中存在的恐惧症和恐慌症。

通过统计测试，研究人员发现 AD 相关基因在大脑核、中脑和边缘系统中高度表达。通过层次聚类对这些区域的进一步分析表明，两个AD基因簇具有不同的空间表达谱——一个在边缘系统和一组特定的大脑核中高度表达，另一个在中脑和一组不同的大脑核中高度表达;之前的生理学研究表明，这些大脑结构参与调节 AD 行为。其他分析表明，这两个集群确实与不同的行为有关。这两个簇还显示出亚型特异性基因的不同富集模式，在每个簇与特定 AD 亚型之间建立了明确的联系。

其中一个簇涉及谷氨酸能受体信号传导，而另一簇则与血清素能和多巴胺能信号传导相关，进一步支持 AD 神经生理学的二分法。此外，这两个簇与不同的区域特异性基因网络和细胞类型相关。

最后，研究人员检查了发育转录组数据，以追踪大脑发育过程中 AD 基因的表达模式，发现这两个空间簇在特定的发育阶段具有独特且负相关的身份。一个簇在婴儿期晚期和成年期高度表达，而另一簇在产前后期和儿童早期表达。因此，AD 相关基因的突变可能会破坏其表达的正常时间，可能影响信号通路和神经回路的发育，从而产生与 AD 相关的症状。

在这项研究中，科学家们发现了两个与 AD 相关的基因簇，它们在人脑中具有不同的空间和时间表达模式和功能特征。对这些基因簇的进一步研究可能会为 AD 的根本原因提供新的见解。