Психические расстройства невероятно распространены, поражая каждого пятого взрослого человека. Несмотря на убедительные доказательства, указывающие на вклад генов и их взаимодействия с окружающей средой, роль генетики в этиологии психических заболеваний до сих пор плохо изучена.
В различных исследованиях семей, близнецов и усыновлений наследуемость психических расстройств оценивается в 0,4–0,8, однако идентификация вовлеченных генов оказалась сложной задачей. Для решения этого вопроса было использовано множество подходов, включая полногеномную ассоциацию (GWA) и секвенирование всего экзома у людей, а также прямые и обратные генетические подходы на животных моделях.
Тем не менее, эта область столкнулась со значительными проблемами как с точки зрения определения фенотипов болезни, так и с точки зрения установления причинных генов..
Ни одно животное не может демонстрировать сложные синдромы, составляющие психические расстройства человека. Например, галлюцинации и бред, связанные с шизофренией, являются "творениями разума", и поэтому их невозможно оценить на животных моделях. Точно так же неясно, есть ли у животных понятие смерти, поэтому их нельзя использовать для моделирования суицидальных тенденций.
Использование животных для изучения генетики фенотипов психических заболеваний человека основывается на концепции измеримых основных компонентов поведения , которые вносят вклад в фенотип заболевания.
Основные компоненты поведения, связанные с психическими заболеваниями человека, включают чувствительность к вознаграждению за наркотики, плохой контроль импульсов, дефицит торможения перед импульсами, дефицитгибкости поведения , агрессию, нарушение социального взаимодействия, тревогу и нарушение сна.
Бихевиоральные тесты для многих из них были установлены в обычных животных моделях, но вопросы, связанные с трансляционной значимостью поведения беспозвоночных и высокой фенотипической изменчивостью, которая затрудняет идентификацию причинных мутаций в исследованиях позвоночных, ограничивают применение этих поведенческих анализов в передовых генетических скринингах.
Отсутствие надежных, поддающихся измерению фенотипов, имеющих трансляционное значение для состояния человека, в сочетании с трудностями выявления причинных мутаций, когда поведенческие показатели демонстрируют высокую степень изменчивости, ограничивают применение прямого генетического скрининга в отношении к психическому заболеванию. Однако достижения в области секвенирования следующего поколения (NGS) и поведенческого фенотипирования открывают новые возможности для этой области. Появление NGS оказало большое влияние на картирование мутаций-кандидатов в прямом генетическом скрининге за последние десять лет. NGS относится к методам секвенирования, разработанным в начале 2000-х годов, которые могут быть применены к исследованиям ДНК, РНК или метилирования в масштабе всего генома. По сравнению с предыдущим методом Сэнгера, NGS обеспечивает массовое параллельное высокопроизводительное секвенирование нескольких образцов при гораздо меньших затратах. Эти особенности делают его идеальным для ускорения ранее трудоемкого процесса.
Кроме того, достижения в области визуализации и вычислительного поведенческого анализа могут также способствовать выявлению путей, способствующих фенотипам психических заболеваний.