Ученые раскрыли, где в мозгу может возникнуть шизофрения

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 исследователями из Колледжа литературы, искусств и наук USC Dornsife, опубликовано в Интернете 10 февраля в Связь с природойоснован 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.

Авторы и финансирование

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.

Связанный