В процессе решения многолетней тайны ученые обнаруживают, откуда в мозгу может возникнуть шизофрения

Зубчатая извилина выглядит как толстое, преимущественно желтое тело С-образной формы в центре слева на поперечном срезе гиппокампа крысы. Предоставлено: USC Dornsife/Юни Кей.

Исследователи, изучающие белок, тесно связанный с психическим расстройством, первыми определили функцию этого белка, проследив его до структуры в гиппокампе, называемой зубчатой ​​извилиной.

В процессе разгадки многолетней тайны об определенном белке ученые определили конкретное место в мозгу, где может возникнуть шизофрения.

Новости: Несмотря на идентификацию многих генов, которые показывают некоторую связь с шизофренией, идентифицировать часть мозга, которая, вероятно, ответственна за расстройство, с высоким уровнем достоверности оказалось чрезвычайно сложно — до сих пор.

Почему это важно: Знание того, где искать и что искать, может помочь выявить лиц, подверженных риску шизофрении, до того, как разовьется расстройство, и может привести к новым диагностическим, профилактическим и лечебным мерам.

  • Шизофренией страдают около 20 миллионов человек по всему миру.
  • Симптомы включают галлюцинации, бред, плоский аффект (отсутствие эмоционального выражения), потерю чувства личности и потерю памяти.

Белок без роли

Исследование, проведенное учеными из

ОСК
<диапазонный класс="ул."> Основанный в 1880 году, Университет Южной Калифорнии является одним из ведущих частных исследовательских университетов мира. Он расположен в самом центре Лос-Анджелеса.

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>USC[{“attribute=””>USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences и опубликовано в Интернете 10 февраля в Связь с природойцентры на белке сосредоточены на белке, называемом синапс-ассоциированным белком 97, или SAP97, который находится в нейронах головного мозга.

  • Ученые недавно обнаружили, что мутации, подавляющие функцию SAP97, могут вызывать шизофрению.
  • Эти мутации связаны с 40-кратным увеличением риска развития шизофрении — самым большим увеличением риска, зарегистрированным для любой мутации на сегодняшний день.
  • Нормальная функция SAP97 — то есть то, что он обычно делает и где он это делает в мозге — оставалась неуловимой в течение многих лет.
  • Незнание того, как и где работает этот белок, также не дает понять, почему мутации в SAP97 могут привести к шизофрении.

От главного исследователя: «Сниженная функция SAP97 вполне может привести к самому большому увеличению риска шизофрении у людей, о котором мы знаем, но функция SAP97 была полной загадкой на протяжении десятилетий. Наше исследование показывает, где функционирует SAP97 в мозге, и точно показывает, что связанные с шизофренией мутации в этом белке делают с нейронами».

— Брюс Херринг, доцент биологических наук Университета Южной Калифорнии в Дорнсайфе.

Более глубокий взгляд

SAP97 принадлежит к семейству белков, которые регулируют передачу глутаматергических сигналов между нейронами и влияют на то, как создаются и хранятся воспоминания.

  • Глутаматергическая передача сигналов — это важный способ, с помощью которого нейроны общаются друг с другом, при этом нейроны высвобождают нейротрансмиттер глутамат на соседние нейроны.
  • Эксперименты до сих пор не смогли показать, что SAP97 играет какую-либо существенную роль в регуляции глутаматергической передачи сигналов в головном мозге.
  • Отсутствие доказательств функции SAP97 в регулировании связи между нейронами разочаровало ученых, учитывая растущее количество доказательств связи этого белка с шизофренией.

Что они сделали: Поскольку активность SAP97 в традиционно изучаемых областях мозга не проявлялась, Херринг и его команда решили изучить другую область мозга, которая теоретически связана с шизофренией, называемую зубчатой ​​извилиной.

  • Зубчатая извилина находится в пределах гиппокампа.
  • Он контролирует контекстуальную эпизодическую память — сознательное воспоминание о жизненном опыте, которое включает в себя то, что произошло, а также когда и где это произошло.
  • Контекстуальная эпизодическая память часто изменяется у больных шизофренией, и такие изменения могут способствовать развитию других симптомов, связанных с расстройством.

Изучая крыс с поврежденным SAP97, исследователи искали изменения активности в зубчатой ​​извилине — и находили.

  • Нейроны в зубчатой ​​извилине со сниженной функцией SAP97 показали чрезвычайно большое увеличение глутаматергической передачи сигналов.
  • Увеличение передачи сигналов с мутировавшим SAP97 предполагает, что белок обычно помогает ослабить передачу сигналов глутаматергической специфически в зубчатой ​​извилине.
  • Значительное увеличение глутаматергической передачи сигналов в зубчатой ​​извилине, вызванное снижением функции SAP97, также вызывает значительный дефицит контекстуальной эпизодической памяти у грызунов — отличительный признак шизофрении.

Первое научное: Эти результаты впервые подтверждают, где в головном мозге активен SAP97, и прямо связывают изменения в функции зубчатой ​​извилины с развитием шизофрении.

Что дальше?

В будущих исследованиях Херринг и его команда планируют искать активность SAP97 в других областях мозга.

Они также определят, вызывают ли связанные с шизофренией мутации в других белках сходное усиление глутаматергической передачи сигналов в зубчатой ​​извилине.

Их текущая работа значительно поможет в разработке более эффективных стратегий лечения этого исторически загадочного расстройства.

Ссылка: «Связанные с шизофренией мутации SAP97 увеличивают силу глутаматергических синапсов в зубчатой ​​извилине и нарушают контекстуальную эпизодическую память у крыс» Юни Кей, Линда Цан, Элизабет А. Дэвис, Чен Тиан, Леа Декари-Спейн, Анастасия Садыбекова, Анна Н. Пушкин, Всеволод Катрич, Скотт Э. Каноски и Брюс Э. Херринг, 10 февраля 2022 г., Связь с природой.
DOI: 10.1038/s41467-022-28430-5

В дополнение к соответствующему автору Херрингу, дополнительными исследователями в исследовании являются аспиранты USC Dornsife Юни Кей (первый автор), Линда Цан, Чен Тянь и Анна Пушкина; постдоки USC Dornsife Леа Декари-Спейн и Анастасия Садыбекова; Всеволод Катрич, доцент кафедры количественной и вычислительной биологии и химии, и Скотт Каноски, доцент биологических наук; и бывший постдоктор USC Dornsife Элизабет Дэвис.

Исследование финансировалось Национальным институтом психического здоровья, номер гранта MH103398, Национальный институт неврологических расстройств и инсульта, номер NS112480, и Фондами Саймонса и Макнайта.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.