Связанный с аутизмом ген контролирует эмбриональное развитие мозга

Исследование, проведенное в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), выявило новую роль гена, который связан с расстройствами аутистического спектра (РАС), умственной отсталостью и нарушениями речи.

Связанный с аутизмом ген контролирует эмбриональное развитие мозга

Ранее уже выяснили, что ген Foxp1 активен в нейронах развивающегося мозга и необходим для их нормального функционирования. Но новое исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, показало, что он также важен для работы стволовых клеток мозга – предшественников нейронов и глии.

Этот ген принадлежит к подсемейству Р FOX-семейства транскрипционных факторов. Они регулируют тканеспецифическую клеточную транскрипцию генов как в период развития, так и во взрослом возрасте.

Мутации в гене Foxp1 впервые нашлись у пациентов с РАС и нарушениями речи более десяти лет назад. Во время эмбрионального развития он контролирует активность многих других генов, связанных с развитием клеток крови, легких, сердца, головного и спинного мозга. Чтобы изучить, как мутации в Foxp1 могут приводить к РАС, исследователи обычно анализировали его роль в нейронах мозга, однако, не обращали особого внимания на молодые клетки-предшественники.

В новом исследовании ученые из UCLA проконтролировали уровень Foxp1 в мозге развивающихся мышиных эмбрионов. Они обнаружили, что у нормально развивающихся животных ген активировался гораздо раньше, чем показали предыдущие исследования – в период, когда стволовые клетки, известные как апикальная радиальная глия, только начинали разрастаться и генерировать подмножество клеток (как глии, так и нейронов), обнаруженных в глубоких отделах коры развивающегося мозга.

Связанный с аутизмом ген контролирует эмбриональное развитие мозга
Серия микрофотографий демонстрирует срезы коры мозга с более низким уровнем экпрессии Foxp1 (слева), более высоким (справа) и нормальным (в центре). Апикальная радиальная глия окрашена в зеленый цвет, а вторичные предшественники и нейроны — в красный.

Но когда активность Foxp1 у мышей была низкой, на ранних стадиях развития мозга оказывалось меньше апикальной радиальной глии, а также меньше нейронов глубоких отделов коры мозга, которые она обычно дает. Если же уровень Foxp1 был выше нормы, исследователи наблюдали более разросшуюся и многочисленную радиальную глию и избыток нейронов глубоких слоев. Кроме того, высокий уровень экспрессии Foxp1 на более поздних стадиях эмбрионального развития приводил к необычным формам нейронов, которые апикальная лучевая глия генерировала даже после рождения мышей.

«Мы видели, что и слишком большая, и слишком малая активность Foxp1 влияет на способность стволовых клеток делиться и формировать определенные нейроны в определенной последовательности у мышей. И это согласуется со структурными и поведенческими аномалиями, которые наблюдались у пациентов», — отмечают авторы.

Когда исследователи повышали экспрессию Foxp1 в мозге мышей, формировались также клетки, похожие на базальную радиальную глию. Ученые предположили, что она может быть связана с толщиной коры головного мозга человека: их присутствие в больших количествах в человеческом мозге может помочь объяснить, почему объем коры мозга людей непропорционально больше, чем у других животных.

Авторы заметили, что хотя новое исследование не имеет каких-либо реальных последствий для лечения РАС или других заболеваний, связанных с мутациями Foxp1, оно помогает исследовать и понимать глубинные причины этих расстройств. В будущих работах планируется изучить, какие гены Foxp1 регулирует в апикальной радиальной глии и базальной радиальной глии и какую роль эти гены играют в развивающемся мозге.

Автор: Софья Королева

Ссылка на источник

Просмотров
Всего:
1 360 | За месяц: 0 | За неделю: 0 | За сутки: 0