Исследование на мышах показало, что половое созревание запускает перестройку мозга при генетическом состоянии, связанном с аутизмом

По данным исследования Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, изменения в связях мозга до и после полового созревания могут объяснить, почему у некоторых детей с редким генетическим заболеванием повышен риск развития аутизма или шизофрении.

Такие психические расстройства развития, как аутизм и шизофрения, связаны с изменениями в функциональной связности мозга . Однако сложность этих состояний затрудняет понимание лежащих в их основе биологических причин. Изучая генетически определенные расстройства мозга , исследователи из UCLA Health и их коллеги пролили свет на возможные механизмы. Исследование UCLA изучало особое генетическое состояние, называемое синдромом делеции хромосомы 22q11.2, вызванное отсутствием ДНК на хромосоме 22, которое связано с более высоким риском развития нейропсихиатрических состояний, таких как аутизм и шизофрения. Однако биологическая основа этой связи до сих пор не до конца изучена.

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances , ученые использовали функциональную визуализацию мозга как у мышей , так и у людей, чтобы изучить потенциальные механизмы, определяющие связь между генетической мутацией и развитием нейропсихиатрических заболеваний.

Функциональная визуализация мозга показала, что области мозга как у людей, так и у генетически модифицированных мышей были гиперсвязаны до полового созревания, а затем стали недостаточно связанными после полового созревания, особенно в областях мозга, связанных с социальными навыками и аутизмом.

Соавтор исследования Кэрри Бирден, профессор Института здравоохранения имени Семела при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Института исследований мозга при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, заявила, что изменения на уровне синапсов, по-видимому, объясняют внезапный сдвиг в связях и связанные с этим эффекты на социальное поведение.



Используя мышей, генетически модифицированных для имитации синдрома делеции хромосомы 22q11.2, Бирден и ее коллеги из Итальянского технологического института обнаружили, что у молодых мышей в детстве наблюдалась большая плотность дендритных шипиков — небольших выступов на клетках мозга, используемых для связи с другими нейронами через синапсы — по сравнению с мышами дикого типа (нормальными). После того, как мыши достигли эквивалента полового созревания, количество дендритных шипиков резко уменьшилось по сравнению с мышами дикого типа.

Белок GSK3-beta, который участвует в регуляции синапсов, может играть роль в изменениях связности. Бирден и ее коллеги использовали препарат для ингибирования GSK3-beta, который временно восстанавливал активность мозга и плотность дендритных шипиков у мышей, возможно, путем регулирования удаления дендритных шипиков.

Визуализация мозга людей с этим заболеванием также показала, что области мозга, затронутые изменениями связей, обогатились генами, связанными с GSK3-beta. Кроме того, изменения связей мозга были связаны с социальным поведением у людей, что предполагает, что измененная проводка способствует признакам аутизма.

По словам Бирдена, эти результаты свидетельствуют о том, что синаптическая дисфункция является причиной изменений в активности мозга и может стать целью для предотвращения или уменьшения симптомов, вызванных синдромом делеции хромосомы 22q11.2 .

«Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что чрезмерное уничтожение синапсов в процессе развития может способствовать возникновению поведенческих проблем, которые мы наблюдаем», — сказал Бирден.

Читайте также: