Аутистический ген обрезает дендриты

До сих пор не существует единой теории возникновения заболеваний аутистического спектра. Новая модель, созданная в недрах Национальных институтов здоровья США (NIH) и принятая к печати в Journal of Neuroscienсe, предполагает излишнюю экспрессию гена, который участвует в так называемом синаптическом прунинге.

аутистический ген обрезает дендриты

Термин «синаптический» прунинг появился сравнительно недавно. Он происходит от садовнического термина: английский глагол to prune означает обрезку подросших кустарников и деревьев. Прунингом создаются идеальные английские парки. Однако в отношении нейронаук концепция синаптического прунинга означает следующее: мы рождаемся с избыточным количеством нейронов, дендритов и синапсов – мозг растет, формируется, и для строительства – что самого мозга, что его «содержимого» – требуется большее количество «строительного материала». Затем избыток оказывается ненужным и специальные регуляторные механизмы «обрезают» излишки. Так, например, исследование 2007 года показало, что у взрослых людей в медиодорсальном ядре таламуса находится в среднем на 41% нейронов меньше, чем у новорожденных.

Хэн-И Ман и его коллеги из NIH изучали ген UBE3A, который кодирует белок E6AP. Этот белок играет важную роль в удалении и укорочении дентритных ветвей нейронов в процессе прунинга. Оказалось, что у больных расстройством аутистического спектра (ASD, подробнее об истории аутизма можно прочитать в нашей отдельной статье) существуют вариации этого гена, которые приводят к усиленной продукции белка E6AP. Немедленно был поставлен эксперимент на мышах. Оказалось, что мышки с «аутистическим» вариантом гена имели более короткие и редкие дендриты, чем в норме. Открытие может стать важным этапом и в понимании этиологии заболевания, и в его лечении.

аутистический ген обрезает дендриты
На снимке справа — обрезанные сверхэкспрессией E6AP дендриты. Слева — норма.

Любопытно, что не так давно были получены новые данные в «нейронную» копилку аутизма. Группа Эллисона Муотри, профессора Калифорнийского университета Сан-Диего опубликовала в журнале Biological Psychiatry убедительные свидетельства того, что расстройства аутистического спектра могут возникать из-за неразберихи, которая возникает во взаимодействии астроцитов с нейронами.

Для своего исследования авторы взяли индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), полученные от трёх пациентов с достоверно диагностированным аутизмом и получили из них совместные культуры астроцитов и кортикальных нейронов, а затем изучили их свойства.

Авторы установили, что в полученных культурах с нейронами творилось неладное. Во-первых, заметно снижена экспрессия синаптических генов и синтез соответствующих белков, во-вторых, снижено выделение нейромедиатора глутамата и, как следствие, снижение уровня импульсной активности нейронов.

А дальше началось самое интересное. Если нейроны, полученные от аутистов, выращивали с астроцитами здоровых людей, то они восстанавливали морфологический фенотип нейронов и устраняли дефекты синаптогенеза, а если ситуация была обратной, ASD-производные астроциты мешали правильному развитию нейронов.

Текст: Алексей Паевский

Ссылка на источник