(PhysOrg.com) – Мутировав один ген, исследователи из Массачусетского технологического института и Дьюка получили мышей с двумя наиболее распространенными признаками аутизма ?? компульсивное, повторяющееся поведение и избегание социального взаимодействия.
Они также показали, что этот ген, который также участвует во многих случаях человеческого аутизма, по-видимому, вызывает аутистическое поведение, препятствуя коммуникации между клетками мозга. Открытие, опубликованное 20 марта в онлайн-выпуске журнала Nature, может помочь исследователям найти новые пути для разработки лекарств для лечения аутизма, говорит старший автор исследования Гопин Фэн, профессор мозговых и когнитивных наук и член Института исследований мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте.
Примерно один из 110 детей в США страдает расстройством аутистического спектра, которое может варьироваться по степени тяжести и симптомам, но обычно включает трудности с речью в дополнение к социальному избеганию и повторяющемуся поведению. В настоящее время нет эффективных лекарств для лечения аутизма, но новое открытие может помочь выявить новые цели для лекарств, говорит Фэн.
?? Теперь у нас есть очень надежная модель с известной причиной аутистического поведения. Мы можем выяснить нейронные цепи, ответственные за это поведение, которое может привести к новым мишеням для лечения, ?? он говорит.
Новая модель мыши также дает исследователям новый способ тестировать потенциальные лекарства от аутизма, прежде чем пробовать их на людях.
Генетическое заболевание
За последние 10 лет крупномасштабные генетические исследования выявили сотни генных мутаций, которые чаще встречаются у аутичных пациентов, чем в общей популяции. Однако у каждого пациента есть только одна или несколько из этих мутаций, что затрудняет разработку лекарств от этого заболевания.
В этом исследовании исследователи сосредоточились на одном из наиболее распространенных генов, известном как Shank3. Белок, кодируемый Shank3, находится в синапсах ?? соединения между клетками мозга, которые позволяют им общаться друг с другом. Фэн, который присоединился к Массачусетскому технологическому институту и Институту Макговерна в прошлом году, начал изучать Shank3 несколько лет назад, поскольку считал, что синаптические белки могут способствовать аутизму и аналогичным заболеваниям мозга, таким как обсессивно-компульсивное расстройство.
В синапсе одна клетка отправляет сообщения, выделяя химические вещества, называемые нейротрансмиттерами, которые взаимодействуют с клеткой, принимающей сигнал (известной как постсинаптическая клетка). Этот сигнал заставляет постсинаптическую клетку каким-то образом изменять свою активность ?? например, включение или выключение гена. Shank3 – это каркас ?? белок, что означает, что он помогает организовать сотни других белков, сгруппированных на постсинаптической клеточной мембране, которые необходимы для координации реакции клетки на синаптические сигналы.
Фэн нацелился на Shank3, потому что он находится в основном в части мозга, называемой полосатым телом, которая участвует в двигательной активности, принятии решений и эмоциональных аспектах поведения. Нарушения в полосатом теле связаны с несколькими заболеваниями головного мозга, включая аутизм и ОКР. Фэн предположил, что эти расстройства могут быть вызваны неисправными синапсами.
В исследовании 2007 года Фэн показал, что другой постсинаптический белок, обнаруженный в полосатом теле, Sapap3, может вызывать поведение, подобное ОКР, у мышей при мутации.Проблемы со связью
В новом исследовании Nature Фен и его коллеги обнаружили, что мыши-мутанты Shank3 демонстрируют компульсивное поведение (в частности, чрезмерный уход) и избегают социального взаимодействия. ?? Они просто не заинтересованы во взаимодействии с другими мышами, ?? он говорит.
Исследование, частично финансируемое Фондом Саймонса по исследованию аутизма, предлагает первое прямое доказательство того, что мутации в Shank3 вызывают поведение, подобное аутизму.
Ги Руло, профессор медицины Монреальского университета, говорит, что модель на мышах должна дать исследователям аутизма шанс лучше понять болезнь и потенциально разработать новые методы лечения. «Похоже, это будет хорошая модель, которая будет использоваться для более глубокого изучения физиологии расстройства», говорит Руло, который не принимал участия в этом исследовании.
Хотя лишь у небольшого процента аутичных пациентов есть мутации в Shank3, Фэн считает, что многие другие случаи могут быть вызваны нарушениями других синаптических белков. В настоящее время он проводит исследование с учеными из Института Броуда, чтобы определить, связаны ли мутации в группе других синаптических генов с аутизмом у пациентов-людей.
Если это окажется так, то появится возможность разработать методы лечения, которые восстанавливают синаптическую функцию, независимо от того, какой конкретный синаптический белок поврежден у отдельного пациента, – говорит Фэн.
Фэн провел некоторые исследования в Duke, и несколько его бывших коллег по Duke являются авторами статьи в Nature, в том числе ведущий автор Жоао Пека и профессор Кристофер Ласкола.