Генетики показали, как у эмбриона зарождается шизофрения [ Редагувати ]

В 2001-м году ученые на примере одной из шотландских семей, члены которой страдали многочисленными психиатрическими заболеваниями на протяжении нескольких поколений, описал сбалансированные хромосомные транслокации. Так ученые обнаружили один из генов группы риска – DISC1.

Дальнейшие исследования выявили и другие функции гена. Оказалось, что у эмбриона он регулирует развитие нервной системы, заставляет нейроны перемещаться в другие отделы мозга, дифференцирует аксоны и формируют синаптические связи между нервными клетками. У взрослой особи ген DISC1 выполняет схожие функции – регулирует появление новых нейронов и их интеграцию с нервной системой.

Позже в опыте на грызунах ученые обнаружили, что особи с неполноценным геном DISC1 проявляют поведенческие особенности, характерные для людей с шизофренией и биполярным аффективным расстройством (маниакально-депрессивный психоз). Так, генетически неполноценные мыши были чрезмерно возбудимы, агрессивны; их мозг был несколько увеличен, и они хуже обучались и плохо усваивали новую информацию. Интересно то, что психиатрические патологии появлялись у мышей, если работа гена DISC1 нарушалась в период эмбрионального развития.

Описанные наблюдения позволили исследователям из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology), Университета Колумбии (Columbia University) и Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) предположить, что один из возможных механизмов появления психиатрических заболеваний – нарушение нейрогенеза на начальных этапах развития организма.

Ученым известно, что DISC1 включается в молекулярно-генетическую систему, которая отвечает за нормальный ход эмбриогенеза. Исследователи полагают, что нарушение молекулярного механизма (сигнальные системы GSK3β или Wnt) могут быть основой психических нарушений. Американские ученые под руководством Карун Синг (Karun K. Singh) попытались идентифицировать белок, с которым взаимодействует уже замеченный в психиатрических патологиях DISC1. Для эксперимента нейробиологи использовали эмбрионы мышей. Исследователи проследили за процессами развития нервных клеток и мозга под влиянием одного из белков, который теоретически должен был взаимодействовать с DISC1.

После эксперимента ученые пришли к выводу, что работа гена DISC1 регулируется белком Dixdc1. Взаимодействие обеспечивает развитие коры головного мозга – той части нервной системы, которая позволяет млекопитающим занимать верхнюю ступень на эволюционной лестнице. Dixdc1 стимулирует нейрональные стволовые клетки, поэтому снижение уровня Dixdc1 останавливает размножение прародителей нейронов. Стволовые клетки преждевременно заканчивают цикл клеточного размножения и приступают к дифференциации. То есть если эмбриону из-за генетических нарушений не хватает белка Dixdc1, то и мозгов (нейронов) в результате тоже окажется немного.

Исследователи описали две молекулярные схемы взаимодействий между DISC1 и Dixdc1, по которым либо увеличивается, либо уменьшается активность размножающихся прародителей нейронов.

Ученые выяснили, что Dixdc1 и DISC1 – обязательные, но ранее неизвестные участники достаточно изученной сигнальной системы Wnt, которая обеспечивает рост и развитие эмбриона. Исследователи утверждают, что мутации гена DISC1 разрывают цепочку молекулярных процессов в Wnt, что и приводит к появлению психиатрических расстройств.