Исследование может объяснить роль гена в основных психических расстройствах

Новое исследование показывает, что смерть новорожденных клеток мозга может быть связана с генетическим фактором риска пяти основных психических заболеваний, и в то же время показывает, что соединение, которое в настоящее время разрабатывается для использования у людей, может иметь терапевтическое значение для этих заболеваний, предотвращая появление клеток. от смерти.

В 2013 году крупнейшее на сегодняшний день генетическое исследование психических заболеваний выявило мутации в гене, называемом CACNA1C, как фактор риска для пяти основных форм психоневрологического заболевания – шизофрении, большой депрессии, биполярного расстройства, аутизма и синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). Все состояния также имеют общую клиническую особенность повышенной тревожности. Признавая перекрытие между несколькими направлениями исследований, ученые из Университета Айовы и Weill Cornell Medicine из Корнельского университета теперь обнаружили новую и неожиданную роль CACNA1C, которая может объяснить его связь с этими психоневрологическими заболеваниями и предоставить новую терапевтическую мишень.

Новое исследование, недавно опубликованное в eNeuro, показывает, что потеря гена CACNA1C из переднего мозга мышей приводит к снижению выживаемости новорожденных нейронов в гиппокампе, одной из двух областей мозга взрослого человека, где постоянно образуются новые нейроны – процесс. известный как нейрогенез. Смерть этих нейронов гиппокампа связана с рядом психических заболеваний, включая шизофрению, депрессию и тревогу.

«Мы определили новую функцию одного из важнейших генов психических заболеваний», – говорит Эндрю Пипер, доктор медицинских наук, соавтор исследования, профессор психиатрии Медицинского колледжа им. Биомедицинский институт Паппаджона в UI. “Он обеспечивает выживание новорожденных нейронов в гиппокампе, части мозга, которая важна для обучения и памяти, настроения и беспокойства.”

Более того, ученые смогли восстановить нормальный нейрогенез у мышей, лишенных гена CACNA1C, с помощью нейропротекторного соединения под названием P7C3-A20, которое обнаружила группа Пипера и который в настоящее время разрабатывается в качестве потенциального средства лечения нейродегенеративных заболеваний. Это открытие предполагает, что соединения P7C3 могут также представлять интерес как потенциальные средства лечения этих психоневрологических состояний, от которых страдают миллионы людей во всем мире и которые часто трудно поддаются лечению.

Со-ведущий автор Пипера Анджали Раджадхьякша, доцент кафедры нейробиологии в педиатрии и Института исследования мозга и разума семьи Фейлов в Weill Cornell Medicine и директор программы исследования аутизма Weill Cornell, изучает роль Cav1.2 кальциевых канала, кодируемых геном CACNA1C в путях вознаграждения, затрагиваемых при различных психоневрологических расстройствах.

“Считается, что генетические факторы риска, которые могут нарушить развитие и функционирование мозговых цепей, способствуют множественным нервно-психическим расстройствам. Нейроны взрослых новорожденных могут играть роль в тонкой настройке положительного и окружающего опыта, включая социальное познание, которое нарушается при таких расстройствах, как шизофрения и расстройства аутистического спектра », – говорит Раджадхьякша. “Результаты этого исследования обеспечивают прямую связь между геном риска CACNA1C и ключевым клеточным дефицитом, обеспечивая ключ к потенциальной нейробиологической основе симптомов заболевания, связанного с CACNA1C.”

Несколько лет назад Раджадхьякша и Пипер создали генетически измененных мышей, у которых отсутствует ген CACNA1C в переднем мозге. Команда обнаружила, что животные очень тревожны.

«Это было захватывающее открытие, потому что все психоневрологические заболевания, в которые вовлечен этот ген, связаны с симптомами тревожности», – говорит Пипер, который также посещает отделения неврологии, радиационной онкологии, молекулярной физиологии и биофизики, Холдена. Комплексный онкологический центр и система здравоохранения штата Айова-Сити, штат Вирджиния.

Изучая нейрогенез у мышей, исследовательская группа показала, что потеря гена CACNA1C из переднего мозга снижает выживаемость новорожденных нейронов в гиппокампе – у мышей без этого гена выживает лишь примерно половина нейронов гиппокампа по сравнению с нормальными мышами. Потеря CACNA1C также снижает выработку BDNF, важного фактора роста мозга, поддерживающего нейрогенез.

Полученные данные свидетельствуют о том, что потеря гена CACNA1C нарушает нейрогенез в гиппокампе за счет снижения продукции BDNF.

Пайпер ранее показал, что нейропротекторные соединения «класса P7C3» усиливают нейрогенез в гиппокампе, защищая новорожденные нейроны от гибели клеток. Когда команда дала соединение P7C3-A20 мышам, лишенным гена CACNA1C, нейрогенез восстановился до нормального уровня. Примечательно, что клетки были защищены, несмотря на то, что уровни BDNF оставались аномально низкими, демонстрируя, что P7C3-A20 обходит дефицит BDNF и независимо восстанавливает нейрогенез в гиппокампе.

Пайпер указал, что следующим шагом будет определение того, может ли соединение P7C3-A20 также облегчить симптомы тревоги у мышей. Если это подтвердится, это укрепит идею о том, что препараты на основе этого соединения могут быть полезны при лечении пациентов с основными формами психических заболеваний.

“CACNA1C, вероятно, является наиболее важным генетическим открытием в психиатрии. Это, вероятно, влияет на ряд психических расстройств, наиболее убедительно биполярное расстройство и шизофрению », – говорит Джимми Поташ, доктор медицинских наук, профессор и DEO психиатрии в UI, который не принимал участия в исследовании. “Понимание того, как эти генетические эффекты проявляются в мозге, в настоящее время является одной из самых захватывающих задач психиатрической нейробиологии.”

Самые занимательные новости