Ученые нашли «ген шизофрении»
Шизофрения — тяжелое нервное расстройство, о причинах и механизмах которого известно очень мало. Но и здесь есть продвижения.
Исследователи за много лет выявили и редкие и довольно распространенные генные мутации, повышающие риск развития шизофрении. Но до сих пор неясно, какие биологические механизмы в мозге приводят к развитию заболевания. Это отчасти объясняется отсутствием подходящих моделей животных для изучения в лабораторных условиях.
Ученые из Центра психиатрических исследований Стэнли при Институте Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, а также Массачусетского технологического института тщательно изучили животную модель, несущую редкую генетическую мутацию, аналог которой значительно повышает риск развития шизофрении у человека: это отсутствие гена Grin2a.
Исследователи изучили множество областей мозга и типов клеток у мышей, лишенных гена Grin2a, который кодирует один из типов рецепторов глутамата, участвующих в коммуникации между нейронами. При этом наблюдались обширные изменения в экспрессии генов, активности клеток мозга, клеточной сигнализации, составе белков, образующих синапсы, и поведении животных.
Полученные результаты являются экспериментальным подтверждением двух давних гипотез о том, что симптомы шизофрении возникают из-за изменения сигнализации глутамата и дофамина — двух нейротрансмиттеров в мозге. Кроме того, у мышей, лишенных Grin2a, наблюдались нейрофизиологические особенности, сходные с теми, которые наблюдаются у людей с шизофренией, включая аномальные мозговые колебания.
По словам исследователей, модель мыши без гена Grin2a — это новый ценный ресурс, который позволит исследователям глубже изучить истоки расстройства и найти новые, столь необходимые терапевтические пути.
«Очень мало известно о нейробиологических механизмах, лежащих в основе шизофрении, поэтому наличие животной модели с аналогом человеческого генетического сбоя и четко выраженными аномалиями мозга может стать революционным для этой области», — говорит старший автор исследования Морган Шенг. — «Животная модель, в которой отсутствует один ген, способна имитировать множество аспектов шизофрении, открывая новые аспекты этого тяжелейшего заболевания, часто приводящего к инвалидности».
Одна мутация — много изменений
Чтобы выяснить, какие типы клеток вовлечены в процесс, исследователи провели одноядерное секвенирование РНК различных областей мозга у мутантных по Grin2a мышей. В результате выяснилось, что помимо нейронов затронуты и другие клетки мозга, что не часто ассоциируется с шизофренией. Например, в некоторых областях мозга гены, связанные с биосинтезом холестерина, были более активны в астроцитах.
На уровне мозговых сетей исследователи наблюдали снижение активности префронтальной коры и гиперактивность стриатума и гиппокампа, аналогичные тем, что наблюдаются у пациентов с шизофренией, а также аномальные локомоторные паттерны.
Исследователи утверждают, что изучение модели Grin2a-мутанта позволит многое узнать и о лечении шизофрении. «Мы только нащупали ту грань, которую можно прояснить с помощью этой модели», — говорит соавтор работы Зохре Фарси. - «Изучение действия различных антипсихотиков на мышей с мутацией Grin2a позволит нам отделить преимущества этих препаратов от нежелательных эффектов и в будущем разработать новые лекарства, направленные на устранение симптомов этого мучительного расстройства».