Контролируем мозг при помощи гена шизофрении

Согласно статье журнала «Cell» ген, связанный с шизофренией и другими подобными расстройствами, играет гораздо более важную роль в мозге, чем считалось ранее.

Исследование показало, что ген, известный как Disrupted-In-Schizophrenia 1 (DISC1), напрямую связан с процессом включения новых нейронов в ткань зрелого мозга и держит этот процесс под контролем. По словам ученых, новые свойства этого гена могут помочь объяснить, почему симптомы шизофрении в основном проявляются в юношеском и раннем зрелом возрасте.

Исследовательская команда обнаружила, что у мышей со сниженным уровнем DISC1 в новообразованных мозговых клетках проявилась ускоренная интеграция нейронов в мозге. Из-за таких темпов нейроны могут неправильно располагаться, что вызывает всяческие расстройства. Более того, такие клетки образовывали огромное количество соединений (синапсов) с другими мозговыми клетками.

«Все происходило гораздо быстрее, чем ожидалось», - говорит Гуо-ли Минг, сотрудник факультета медицины Университета Джона Хопкинса.

«В обычном состоянии новые нейроны располагаются внутри определенной области, но клетки с пониженным содержанием DISC1 перемещались за эти границы и оставались совсем не в тех местах», - добавил Хонгджан Сонг, тоже сотрудник Университета Джона Хопкинса. «На них также образовывалось гораздо больше дендритных отростков. Гораздо быстрее образовывались синапсы. Многое пошло неправильно, и практически все ускорилось. Похоже, они просто не могут остановиться».

«В процессе исследования обнаружились две неизвестные доселе функции DISC1 (в зрелом мозге): регулирование образования синапсов и воспаление нейронов», - говорит Баи Лу, сотрудник Национального Института психического здоровья, также принявший участие в исследовании. Он также добавил, что ненормальное протекание вышеназванных функций было связано с патогенезом шизофрении.

По словам ученых, точные последствия такого ускорения деятельности мозговых клеток пока не ясны. В действительности, функциональная роль нейронов, образовавшихся в зрелом возрасте человека (процесс, известный как зрелый нейрогенез), до сих пор является предметом для обсуждения. Однако, некоторые ученые предполагают, что такие нейроны очень важны для функций запоминания и памяти в целом. Например, по словам Минга, они играют определенную роль в способности певчих птиц запоминать новые мелодии. А Лу добавил, что зрелый нейрогенез также связан с проблемами в человеческой психике, например, депрессией.

Шизофрения – хроническое тяжелое расстройство мозга, которым страдает примерно 1 процент американцев, согласно данным Национального Института психического здоровья. Люди с такой болезнью могут слышать непонятные голоса и считать, что другие намеренно следят за ними.

Мутации в гене DISC1 связаны с возникновением шизофрении и других болезней, включая депрессию и биполярное аффективное расстройство. Но пока что не исследована полностью нейробиология белка DISC1 в нормальном развитии мозга, а также его роль в психические расстройства.

Известно, что DISC1 проявляет активность во многих участках мозга во время эмбрионального развития. Но в зрелом мозге этот ген активен только в некоторых областях, включающих некоторые клетки гиппокампа. Этот участок мозга очень важен для процессов запоминания, памяти и контроля психики.

«В организме DISC1 выполняет гораздо больше функций, чем считалось. Этот белок регулирует множество процессов, отвечающих за взаимосвязь функций мозга. Также мы были весьма удивлены, обнаружив, что ген действует по-разному в зрелом и эмбриональном мозге», - говорит Сонг.

«Похоже, необходимо очень тонко регулировать уровень DISC1 для нормального процесса интеграции новых нейронов в мозг», - говорит Лу. Также он добавил, что уменьшение уровня содержания DISC1 в процессе развития может вызвать ненормальное формирование нейронной сети, что ведет к нарушению функций мозга во взрослой жизни.

Хотя пока и неизвестно, как совершенные на мышах открытия помогут людям, страдающим шизофренией и другими психическими расстройствами, но, по словам исследователей, данная работа открыла новые интересные темы для изучения.

«Довольно интригующий вопрос, почему же болезни вроде шизофрении обычно проявляются у взрослых людей, в возрасте от 20 лет», - говорит Сонг. «Наши открытия могут помочь найти способ защиты процесса появления новых нейронов, особенно в зрелом мозге. Пока мы не знаем точно как, но общую картину себе представляем».

Примечание: статья взята из выпуска новостей Cell Press.